Podstawowe definicje

Transkrypt

1 Podstawowe definicje Charakterystyki mechaniczne silnika o ruchu wirującym Ω = f(t) Prędkość wirowania Ω [rad/s] Bezwzględny uchyb prędkości ΔΩ = Ω 1 - Ω 1o Ω 1o ΔΩ = Ω 1 - Ω 1o Ω 1 Ω 2o Ω 2 Moment T [. m] T 1

2 Charakterystyka mechaniczna współczynnik nierównomierności prędkości Prędkość wirowania Ω [rad/s] Ω maxa Ω mina Czas [t] Współczynnik nierównomierności prędkości w określonym czasie t δ n = 2(Ω maxa Ω mina )/ (Ω maxa + Ω mina )

3 Zakres regulacji prędkości z r Prędkość wirowania Ω [rad/s] z r = Ω m1 / Ω m2 dla Ω 1o Ω m1 ΔΩ = Ω 1 - Ω 1o Ω m2 > 0, 0 < T T 1 przy określonym współczynniku nierównomierności prędkości δ n Ω 2o Ω m2 Moment T [. m] T 1

4 Rodzaje napędów apędy jednokierunkowe jeden kierunek ruchu i jeden kierunek momentu Ω I Prąd T (moment), I (Prąd) M Opis maszyny obcowzbudnej Moment T = I Ψ EM E = Ω Ψ

5 wtorek apęd nawrotny apęd nawrotny: silnik wiruje w dowolnym kierunku rozwijając moment w dowolnym (zadanym) kierunku

6 apęd nawrotny Charakterystyki mechaniczne silnika w układzie nawrotnym znajdują się w czterech ćwiartkach układu współrzędnych o ruchu wirującym Ω = f(t) Ω [rad/s] I - Prąd Ω 1 =f(t) Moment T [. m] M Ω 2 =f(t)

7 Metody regulacji prędkości wirowania maszyn roboczych 1.Zastosowanie przekładni mechanicznych? 2. terowanie parametrami mocy dostarczanej do silnika napędowego

8 Zastosowanie przekładni mechanicznych do skokowej zmiany prędkości (wymiana kół) Ω m1 R 1 R 2 Ω m2 P = T 1 Ω m1 = T 2 Ω m2 R 1 Ω m1 = R 2 Ω m2 M Ω m1 = const Ω m2 = (R 1 / R 2 ) Ω m1 W Materiałochłonna metoda zmiany prędkości kokowa zmiana prędkości wymiana kół przekładni - przerwa w napędzie R 3 Ω m3

9 Zastosowanie przekładni mechanicznych tylko dla osiągnięcia niskiej prędkości i dużego momentu z 2 Ω m2 = (z 1 / z 2 ) Ω m1 z 1 Ω m1 Ω m2 T 2 = T 1 (Ω m1 / Ω m2 ) M Ω m1 = var terowanie -Przekładnia mechaniczna tylko dla wzmocnienia momentu napędowego - Wykorzystanie silników szybkoobrotowych o niewielkich wymiarach -Przekładnia mechaniczna dla zmniejszenia prędkości i wzmocnienia momentu napędowego (samochód) Ciągła zmiana prędkości dopasowanie prędkości do potrzeb maszyny roboczej ilnik wysokoobrotowy ma mniejszą masę i wymiary w stosunku do silnika wolnoobrotowego tej samej mocy

10 Dążność do wyeliminowania przekładni Przekładnie mechaniczne mają luzy (ważne np. dla precyzyjnych obrabiarek i pozycjonowania) Przekładnie mechaniczne zużywają się i wymagają obsługi Produkcja przekładni jest energochłonna owoczesne maszyny z magnesami trwałymi osiągają coraz większe momenty i stopniowo następuje wykorzystanie ich do napędu bezpośredniego ( Direct Drive ).

11 Regulacja prędkości silników elektrycznych w układach elektronicznych doprowadziła do zmniejszenia produkcji stali oraz do powiększenia szybkości i jakości procesów technologicznych i produkcyjnych.

12 Jaki wybrać silnik do nowoczesnego napędu

13 pojazd hybrydowy Toyota Prius

14 Pojazd hybrydowy Toyota Prius - napęd i zasilanie jaką masę może mieć silnik elektryczny? Maszyna elektryczna indukcyjna 40 kw/3000obrmin 160kg

15 ilniki pojazdu hybrydowego Toyota Prius

16 OWA MAZYA Z MAGEAMI TRWAŁYMI O POLU OIOWYM jako nowoczesny motor i generator tator Airgap 9cm 40kW

17 Maszyna z magnesami trwałymi o polu osiowym duża liczba biegunów

18 apędy pojazdów zasilane z nowoczesnych źródeł energii elektrycznej Ogniwa paliwowe ( fuel cell) jako czyste źródła energii elektrycznej zastosowanie do ekologicznych pojazdów z napędem elektrycznym wodór Bateria akumulatorów Bateria gromadzenie energii hamowania i chwilowe powiększanie mocy źródła ogniwo paliwowe przekształtnik energoelektro niczny lekki silnik elektryczny PMM woda Mikrokomputer DP- Drive by wire

19 Maszyna z magnesami trwałymi regulacja prędkości V W U

20 Załączanie faz maszyny Maszyna z komutatorem, który jednocześnie pełni funkcję regulatora napięcia Komutator Maszyna z magnesami trwałymi

21 Bezszcztokowy silnik prądu stałego Maszyna z komutatorem elektronicznym, który jednocześnie pełni funkcję regulatora napięcia Komutator Maszyna z magnesami trwałymi

22 chemat blokowy nowoczesnego układu wytwarzania energii elektrycznej z generatorem o niekonwencjonalnej/regulowanej prędkości wirowania Diesel P M G Falownik 230/400V 50Hz odbiornik peed reference Regulator prędkości Power demand 20MHz hark DP Processor as system controller Rozdzielenie funkcji przetwarzania energii mechanicznej na elektryczną od jakości energii elektrycznej

23 Tested 40kW/ rpm/400V50Hz adjustable speed three phase generation system Engine Generator Converter

24