BADANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO STEROWANEGO Z FALOWNIKA NAPIĘCIA

Transkrypt

1 BADANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO SEROWANEGO Z FALOWNIKA NAPIĘCIA 1. Wprowadzenie Silni inducyjny należy do grupy mazyn aynchronicznych, tzn. taich, w tórych prędość wirnia jet różna od prędości wirowania pola eletromagnetycznego tojana. Rozróżniane ą dwa podtawowe typy mazyn inducyjnych trójfazowych: z wirniiem latowym z wirniiem pierścieniowym Prędość ynchroniczna gdzie: f czętotliwość napięcia zailającego tojan, p liczba par biegunów (1) Poślizg gdzie: n prędość wirnia wyrażona w obr/min (2) Moc na wale ilnia gdzie:, (3) moment ilnia Sprawność ilnia η przy czym (4) 3 co ϕ (5) gdzie: U napięcie zailające tojan, I prąd tojana, coϕ - wpółczynni mocy ilnia Moment eletromagnetyczny Moment eletromagnetyczny (wzór Klo a) w tanie utalonym pracy mazyny: gdzie 2 + β + + β (6)

2 2R β (7) C R 1 r Jeśli założyć, że R 0, to wpółczynni β0, a wzór Klo a przyjmuje uprozczoną potać: 2 + (8) Moment rytyczny można oreślić jao mu 2ω gdzie: 2 ph + σ σ (9) Polizg rytyczny Rr (10) Charaterytyi mechaniczne Ry.1.1. Charaterytyi mechaniczne ilnia inducyjnego przy: a) U var, b) R d var, c) f var, d) U/f cont

3 2. Sterowanie ilnia inducyjnego Wyoiej jaości napędy regulowane z ilniami aynchronicznymi latowymi realizuje ię w uładach zailania przez przemiennii czętotliwości. Ogólnie metody terowania czętotliwościowego można podzielić na alarne (bez przężenia zwrotnego) i wetorowe (ze przężeniem zwrotnym). Metody alarne w porównaniu z metodami wetorowymi charateryzują ię gorzą dynamią. Bardziej zczegółowy podział metod terowania czętotliwościowego mazyn inducyjnych przedtawiono na ryunu 2.1. Ry.2.1. Podział metod terowania czętotliwościowego ilniów inducyjnych latowych Charaterytyi mechaniczne ilnia inducyjnego terowanego czętotliwościowo w zareie tałego momentu oraz tałej mocy przedtawiono na ryunu 2.2. Ry.2.2. Charaterytyi ilnia aynchronicznego zailanego przez przemienni czętotliwości z regulacją napięcia tojana Cechą charaterytyczną terowania alarnego jet to, że na podtawie zależności obowiązujących dla tanów utalonych natawiane ą tylo amplitudy i prędości ątowe (czętotliwości) wetorów przetrzennych napięć, prądów i trumieni ojarzonych ilnia latowego. Uład terowania nie oddziaływuje na wzajemne położenie wetorów (orientację), przez co nie ma możliwości terowania ilnia w tanach dynamicznych. Najbardziej rozpowzechnione ą ułady terowania alarnego, w tórych tabilizacja trumienia uzyiwana jet na podtawie charateryty tatycznych u/f cont. Uład terowania u/f cont. jet niezwyle proty. Nietety protota uładu terowania powoduje, że poiada on natępujące wady: bra ontroli momentu rozwijanego przez ilni w tanach przejściowych, bra odprzężenia dynamicznego między terowaniem momentu i trumienia,

4 długie i nieontrolowane tany przejściowe oraz łonność do łabo tłumionych ocylacji momentu i prędości, bra przężeń zwrotnych i w wyniu bra zabezpieczenia przed przeciążeniami, możliwości dynamiczne ilnia i falownia nie ą w pełni wyorzytane. Przy terowaniu wetorowym ilnia inducyjnego wytępuje taa regulacja ładowych prądu lub napięcia tojana, aby uzyać odpowiednie położenie wetorów prądu tojana względem trumienia wirnia lub odpowiednio trumienia tojana względem trumienia wirnia. ai poób regulacji zapewnia maymalizację wytwarzanego momentu oraz tabilizację parametrów w tanach dynamicznych pracy napędu. Do cech charaterytycznych terowania wetorowego ilnia inducyjnego należy zaliczyć: Ciągłą ontrolę wzajemnego położenia zmiennych wetorowych przetrzennych związanych z wytworzeniem momentu eletromagnetycznego ilnia, Odprzężenie dynamiczne między regulacją momentu i trumienia (terowanie dwutrefowe, energoozczędne), Pełne wyorzytanie dyponowanej dynamii ilnia i mocy przemiennia czętotliwości, Niezawodność funcjonowania uładów napędowych Schemat falownia napięcia przedtawiono na ryunu 2.3. Ry.2.3. Schemat falownia napięcia 3. Praca dwutrefowa ilnia inducyjnego Ry.3.1. Charaterytya u/f dla pracy nawrotnej dwutrefowej Regulacja prędości w ilniu inducyjnym może odbywać ię dwutrefowo (ry.3.1). Stała wartość trumienia Ψ, utrzymywana jet na tałym poziomie do oiągnięcia przez napięcia zailającego tojan wartości znamionowej. Dalza regulacja prędości odbywa ię jedynie poprzez zmianę czętotliwości f, co powoduje zmniejzenie wartości trumienia w ilniu.

5 4. Dane falownia DV51 firmy Moeller Dane przemiennia erii DV51 Dane eletryczne Znamionowe napięcie pracy 3-fazowe, 400 V AC (342 V -0% do 528 V +0%) Czętotliwość napięcia zailania 50 / 60 Hz (47 Hz -0% do 53 Hz +0%) Moc znamionowa wyjściowa 2,2 W Metoda modulacji Modulacja zeroości impulu (PWM), terowanie U/f (liniowe, wadratowe) Czętotliwość luczowania 5 Hz (utawienie fabryczne), może być regulowana w zareie 2 do 14 Hz Napięcie wyjściowe 3 AC Ue Przeciążalność prądowa 1,5 Ie przez 60 w cylu 600, dla odpowiedniej mocy ilnia Czętotliwość wyjściowa Rozdzielczość Granica błędu przy 25 C ±10 C Moment przy rozruchu Hamowanie prądem tałym Obwód terujący Napięcia wewnętrzne Sterujące Definicja wartości zadanej Przeaźni Sty przełączny Wejścia i wyjścia Wejścia analogowe Wyjście analogowe Wejścia cyfrowe Wyjścia cyfrowe Interfej Szeregowy Panel obługi (opcjonalny) Przycii Wyświetlacz Zare 0 do 400 Hz 0,1 Hz przy wartości zadanej cyfrowo, maymalna czętotliwość/1000 przy wartości zadanej analogowo Wartość zadana cyfrowo, ±0,01% maymalnej czętotliwości Wartość zadana analogowo, ±0,2 % maymalnej czętotliwości Od 1 Hz : 200 % i wyżzy 0 do 100 %, zare 0.5 do 60 Hz, cza trwania 0 do 60 ranzytor hamowania - Hamowanie dynamiczne z zewnętrznym rezytorem (ooło 150 do 80 %) 24 V DC, maymalnie 30 ma 10 V DC, maymalnie 10 ma AC 250 V, 2,5 A (obciążenie rezytancyjne) AC 250 V, 0,2 A (obciążenie inducyjne, coϕ 0,4) AC 100 V, minimalnie 10 ma DC 30 V, 3 A (obciążenie rezytancyjne) DC 30 V, 0,7 A (obciążenie inducyjne, coϕ 0,4) DC 5 V, minimalnie 100 ma 1 wejście, 0 do 10 V, impedancja wejściowa 10 Ω 1 wejście, 4 do 20 ma, impedancja obciążenia 250 Ω rozdzielczość 10 bit. 1 wyjście, 0 do 10 V, ma. 1 ma rozdzielczość 8 bit. 6 wobodnie programowalnych wejść do 27 V DC impedancja wejściowa 4,7 Ω 2 wyjścia, otwarty oletor maymalnie 27 V DC, 50 ma RS 485 (Modbu RU, do 19,2 bit/) DE-KEY-6, DE-KEY-61 6 przyciów funcyjnych do terowania i parametryzacji DV51 Czteroznaowy 7-egmentowy oraz 8 diod ygnalizacyjnych LED Natawa wartości zadanej: potencjometr (dla DE-KEY-6)