Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie"

Aneta Duda
6 lat temu
Przeglądów:

1 Napęd elektryczny Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie Podstawowe elementy napędu: maszyna elektryczna, przekształtnik, czujniki, sterownik z oprogramowaniem, system komunikacji z otoczeniem. Interfejsy Źródło energii Układ sterowania Imp. ster. Przekszt. energii Sprzężenia zwrotne Silnik Maszyna robocza, Obciążenie

2 Współczesny napęd elektryczny

3 Silnik elektryczny

4 MASZYNA ELEKTRYCZNA Pierwsza koncepcja silnika elektrycznego Faraday, 1821r. Pierwszy patent maszyny indukcyjnej US Patent , Nicola Tesla, 1888r. Dzisiaj sprawność do 95-96%.

5 MASZYNA ELEKTRYCZNA 1. Maszyny prądu stałego 2. Maszyny prądu przemiennego: - synchroniczne (ze wzbudzeniem, z magnesami trwałymi, reluktancyjne), - asynchroniczne, - z komutatorem elektronicznym (BLDC, reluktancyjne przełączane), - inne: skokowe, histerezowe, liniowe, Maszyna prądu stałego jest prosta w sterowaniu Dominującą maszyną jest maszyna indukcyjna Maszyna synchroniczna PMSM ma większą gęstość mocy i wyższą sprawność,

6 Cechy silników elektrycznych z punktu widzenia zastosowania w układach napędowych: zalety: - szeroki zakres mocy, - dostępność energii elektrycznej i łatwość jej dostarczenia, - możliwość pracy w różnych warunkach otoczenia, - podatność na sterowanie, - praca silnikowa, hamulcowa oraz prądnicowa, - wysoka sprawność, niska cena i niskie koszty eksploatacji. wady: - konieczność przyłączenia do nieruchomego zazwyczaj źródła energii elektrycznej, - często większy ciężar jednostkowy i mniejsza szybkość działania niż siłowników pneumatycznych i hydraulicznych. 6

7 NALEŻY PAMIĘTAĆ, ŻE: Silniki mogą (przez krótki okres czasu) pracować z momentem wyższym od momentu znamionowego tzw. przeciążalność silnika. krótki okres czasu =?

8 silnik elektryczny vs. silnik spalinowy

9 Przekształtnik energoelektroniczny

10 Przekształtnik energoelektroniczny Źródło energii Przekształtnik AC AC-AC AC-DC-AC DC AC-DC DC-AC DC-DC ex. Maszyna elektryczna AC AC AC-AC AC-DC-AC AC DC

12 Przekształtnik energoelektroniczny Dostarczanie do maszyny energii elektrycznej o wymaganych parametrach. W wielu aplikacjach pożądany dwukierunkowy przepływ energii, czyli także z maszyny do źródła. Pełni rolę elementu wykonawczego wzmacniacza sygnałów sterujących. Na ogół zintegrowany z układem sterowania cyfrowym. Wyposażony w rozbudowany interfejs komunikacyjny z operatorem i innymi urządzeniami (przewodowy i/lub bezprzewodowy, Często wyposażony w narzędzia do diagnostyki.

13 NALEŻY PAMIĘTAĆ, ŻE: Przekształtniki, jako złożone z elementów półprzewodnikowych, nie mogą być przeciążane prądowo, muszą więc być zabezpieczane. Przekształtnik musi być dobierany do dynamiki napędu, czyli na maksymalne wartości prądów.

Silniki w napędzie elektrycznym Silnik pracujący w napędzie zautomatyzowanym z układem regulacji ma inne charakterystyki niż silnik zasilany bezpośrednio ze źródła energii

14 Silniki w napędzie elektrycznym Silnik pracujący w napędzie zautomatyzowanym z układem regulacji ma inne charakterystyki niż silnik zasilany bezpośrednio ze źródła energii elektrycznej (sieci, zasobnika). Zastosowanie układu regulacji silnika umożliwia kształtowanie właściwości maszyny w szerokim zakresie (charakterystyk statycznych i właściwości dynamicznych).

15 STEROWNIKI Pierwszy mikroprocesor INTEL 4004, 1971r., Pierwszy DSP TMS32010, 1983 r., DSP dedykowane do napędów: TMS320F2407, TMS320F28335, Pierwsze FPGA XC2064, Xilinx 1985r. Kontynuacją są współczesne ARM Rozwój napędu zautomatyzowanego rozpoczął się dopiero od masowej produkcji mikroprocesorów i DSP

Sterowanie Wymagania: dokładność, szybka odpowiedź dynamiczna, dobre właściwości statyczne, Inne wymagania: praca regeneracyjna, jakość energii, współczynnik mocy, sprawność,

16 Sterowanie Wymagania: dokładność, szybka odpowiedź dynamiczna, dobre właściwości statyczne, Inne wymagania: praca regeneracyjna, jakość energii, współczynnik mocy, sprawność, dopasowane do wymagań i ograniczeń urządzenia napędzanego Wielkości sterowane: położenie, prędkość, moment, Wielkości sterujące: (U, f), (I, f), U, I Człon wykonawczy: przekształtnik

17 STEROWANIE Stosowane techniki: klasyczne, neuronowe, rozmyte, ślizgowe, back-stepping, genetyczne, Estymacja parametrów, Odtwarzanie zmiennych stanu i zakłóceń, Czujnik prędkości - najbardziej zawodny element napędu napędy bezczujnikowe estymatory

Podobne dokumenty

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13 Spis treści 3 Wykaz ważniejszych oznaczeń...9 Przedmowa... 12 1. Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13 1.1.. Zasada działania i klasyfikacja silników bezszczotkowych...14 1.2..