BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO Z TRÓJFAZOWYM PRZEMIENNIKIEM CZĘSTOTLIWOŚCI



Podobne dokumenty
TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Silnik indukcyjny - historia

Ćwiczenie 3 Falownik

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

W5 Samowzbudny generator asynchroniczny

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

EA3. Silnik uniwersalny

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

PROGRAMY I WYMAGANIA TEORETYCZNE DO ĆWICZEŃ W LABORATORIUM NAPĘDOWYM DLA STUDIÓW DZIENNYCH, WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI.

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

BADANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO Strona 1/5

BADANIA GENERATORA INDUKCYJNEGO WZBUDZANEGO KONDENSATORAMI OBCIĄŻENIE NIESYMETRYCZNE

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

PL B1. Sposób regulacji prądu silnika asynchronicznego w układzie bez czujnika prędkości obrotowej. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

PRZEMIENNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI W DWUSIL- NIKOWYM NAPĘDZIE WAŁU TAŚMOCIĄGU PO- WIERZCHNIOWEGO

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

PRĄDNICE I SILNIKI. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

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

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

W3 Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej. Program ćwiczenia:

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO WIRÓWKI DO TWAROGU TYPU DSC/1. Zbigniew Krzemiński, MMB Drives sp. z o.o.

ANALIZA WPŁYWU NIESYMETRII NAPIĘCIA SIECI NA OBCIĄŻALNOŚĆ TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

Rys. 1. Krzywe mocy i momentu: a) w obcowzbudnym silniku prądu stałego, b) w odwzbudzanym silniku synchronicznym z magnesem trwałym

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie silnika bocznikowego prądu stałego

Silniki prądu stałego

Silniki prądu stałego. Wiadomości ogólne

UKŁAD HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO DO BADANIA NAPĘDÓW

SILNIKI PRĄDU STAŁEGO

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 20/10. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL WUP 05/15. rzecz. pat.

Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych prądu stałego i przemiennego

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

7 Dodatek II Ogólna teoria prądu przemiennego

Ćwiczenie EA8 Prądnice tachometryczne

Silnik obcowzbudny zasilany z nawrotnego prostownika sterowanego

Ćwiczenie 1 Symulacja układu napędowego z silnikiem prądu stałego i przekształtnikiem tranzystorowym obniżającym napięcie.

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Laboratorium Elektromechaniczne Systemy Napędowe BADANIE AUTONOMICZNEGO GENERATORA INDUKCYJNEGO

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

BADANIA PORÓWNAWCZE SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO PODCZAS RÓŻNYCH SPOSOBÓW ROZRUCHU 1. WSTĘP

ROZRUCH I REGULACJA PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILNIKA INDUKCYJNEGO PIERŚCIENIOWEGO

Opracować model ATP-EMTP silnika indukcyjnego i przeprowadzić analizę jego rozruchu.

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

Silniki prądu przemiennego

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Spis treści 3. Spis treści

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Trójfazowe silniki indukcyjne. 1. Wyznaczenie charakterystyk rozruchowych prądu stojana i momentu:

Zmiana punktu pracy wentylatorów dużej mocy z regulowaną prędkością obrotową w obiektach wytwarzających energię cieplną lub elektryczną

Wykład 4. Strumień magnetyczny w maszynie synchroniczne magnes trwały, elektromagnes. Magneśnica wirnik z biegunami magnetycznymi. pn 60.

WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH Z ROZRUCHEM ASYNCHRONICZNYM PRZY STEROWANIU CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM

Ćwiczenie 8. BADANIE MASZYN PRĄDU STAŁEGO STANOWISKO I. Badanie silnika bocznikowego

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

PL B1. Sposób i układ sterowania przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO POMPY WODY ZASILAJĄCEJ DUŻEJ MOCY

Maszyny i napęd elektryczny I Kod przedmiotu

Zasilacze: prostowniki, prostowniki sterowane, stabilizatory

Badanie silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi (BLCD)

Rozkład materiału z przedmiotu: Urządzenia elektryczne i elektroniczne

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

Układy regulacji i pomiaru napięcia zmiennego.

Napędy wektorowe ANSALDO alternatywa dla silników prądu stałego

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

W6 Wzajemne oddziaływanie odbiorników sprzężonych przez impedancję źródła Program ćwiczenia:

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

mgr inŝ. TADEUSZ MAŁECKI MASZYNY ELEKTRYCZNE Kurs ELEKTROMECHANIK stopień pierwszy Zespół Szkół Ogólnokształcących i Zawodowych

Ćwiczenie M 1 - protokół. Badanie maszyn prądu stałego: silnika bocznikowego i prądnicy obcowzbudnej

ZJAWISKA W OBWODACH TŁUMIĄCYCH PODCZAS ZAKŁÓCEŃ PRACY TURBOGENERATORA

Cel zajęć: Program zajęć:

Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki

WYKORZYSTANIE PROCESORA SYGNAŁOWEGO DO STEROWANIA SILNIKIEM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych LABORATORIUM

NAPĘD PRĄDU STAŁEGO ZESTAW MATERIAŁÓW POMOCNICZYCH

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

Stworzone dla wentylatorów przemienniki częstotliwości COBI-Electronic

Politechnika Białostocka

Sprzęt i architektura komputerów

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Laboratorium z Elektrotechniki z Napędami Elektrycznymi

LABORATORIUM ELEKTRONICZNYCH UKŁADÓW POMIAROWYCH I WYKONAWCZYCH. Badanie detektorów szczytowych

I Zastosowanie oscyloskopu do pomiarów kąta przesunięcia fazowego.

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Silniki indukcyjne. Ze względu na budowę wirnika maszyny indukcyjne dzieli się na: -Maszyny indukcyjne pierścieniowe. -Maszyny indukcyjne klatkowe.

Napędy z silnikiem prądu stałego: obcowzbudnym i z magnesami trwałymi.

Transkrypt:

OLESIAK Krzysztof 1 Przemiennik częstotliwości, Silnik asynchroniczny, Bezpośrednie sterowanie momentem BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO Z TRÓJFAZOWYM PRZEMIENNIKIEM CZĘSTOTLIWOŚCI W referacie zaprezentowano komputerowy układ do pomiarów i wizualizacji wybranych wielkości elektromechanicznych napędu prądu przemiennego. Scharakteryzowano podstawowe parametry trójfazowego przemiennika częstotliwości oraz zasady ich konfiguracji. Przeprowadzono badania pomiarowe układu napędowego podczas rozruchu, rewersu oraz hamowania. Rezultaty badań przemiennika częstotliwości przedstawiono w postaci przebiegów czasowych prędkości obrotowej, napięcia międzyfazowego oraz prądu fazowego. MEASUREMENT RESEARCH OF THE ALTERNATING CURRENT DRIVE WITH THE THREE-PHASE FREQUENCY CONVERTER The paper presents a computer system for measurements and visualization of selected electromechanical quantities of the alternating current drive. Basic parameters and configuration rules of the three-phase frequency converter have been characterized. Measurement tests of the drive system were carried out during start-up, reverse and braking. The research results of the frequency converter were presented in the form of time characteristics of the rotational speed, the phase-to-phase voltage and the phase current. 1. WSTĘP Przemienniki częstotliwości wykorzystywane do zasilania silników asynchronicznych klatkowych znajdują obecnie bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle. Układy te umoŝliwiają rozruch, hamowanie oraz płynną regulację prędkości obrotowej napędu. Jednocześnie charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną i duŝa niezawodnością, która jest bardzo waŝna w przypadku napędów przemysłowych pracujących w ruchu ciągłym [2, 3]. Niezwykle istotnym zagadnieniem jest prawidłowy dobór parametrów przemiennika takich jak: minimalna i maksymalna częstotliwość napięcia wyjściowego, czas narastania napięcia w trakcie rozruchu, wartość momentu hamowania, czas hamowania oraz wartość maksymalnego prądu wyjściowego. W wielu praktycznych rozwiązaniach układów napędowych występuje jednak konieczność weryfikacji parametrów zadanych oraz 1 Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, ul. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa, tel.: + 48 34 32 50 884, fax: + 48 34 32 50 821, e-mail: kolesiak@el.pcz.czest.pl

3198 Krzysztof OLESIAK rzeczywistych. Niezbędna jest wówczas realizacja komputerowego układu umoŝliwiającego rejestrację i wizualizację wybranych wielkości elektromechanicznych napędu takich jak: prędkość obrotowa, prąd fazowy oraz napięcie międzyfazowe. 2. NAPĘD ASYNCHRONICZNY Z PRZEMIENNIKIEM CZĘSTOTLIWOŚCI Układ napędowy składa się z silnika asynchronicznego klatkowego oraz połączonej z nim za pomocą sztywnego mechanicznego wału maszyny obcowzbudnej prądu stałego, która pracuje jako generator. Silnik asynchroniczny jest zasilany przy wykorzystaniu 3-fazowgo przemiennika częstotliwości ACS 600 firmy ABB. Z wirnikiem silnika prądu przemiennego mechanicznie połączono prądnicę tachometryczną, która słuŝy do pomiaru prędkości obrotowej układu napędowego. Schemat połączeń zrealizowanego układu pomiarowego oraz napędu prądu przemiennego zaprezentowano na rys. 1. Rys. 1. Schemat połączeń napędu asynchronicznego z przemiennikiem częstotliwości oraz komputerowego układu pomiarowego

BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO 3199 Zestawienie elementów badanego napędu prądu przemiennego oraz układu pomiarowego wraz z podstawowymi parametrami przedstawiono w tabeli 1. Oznaczenie Tab. 1. Parametry elementów układu napędowego oraz pomiarowego Nazwa oraz podstawowe parametry ACS 600 Trójfazowy przemiennik częstotliwości P N = 4,0kW; I N = 11,0A; U N1 = 380 415V; f 1 = 48 63Hz; U N2 = 0 U N1 ; f 2 = 0 300Hz; cosφ = 0,97; η N = 98% M Silnik asynchroniczny klatkowy P N = 4,0kW; U N = 220V/380V; I N = 14,6A/8,5A; n N = 1430 obr/min; cosφ = 0,85 G Maszyna obcowzbudna prądu stałego P N = 5,5 kw; U tn = 220V; I tn = 28,0A; U wn = 220V; I wn = 0,91A; n N = 1450 obr/min PT Prądnica tachometryczna: 1000 obr/min - 20V PD Prostownik diodowy: U d = 250V; I d = 2A Atr Autotransformator: U zas = 230V; U wy = 0 230V; I N = 10A R obc Rezystancja obciąŝenia obwodu twornika: R = 12Ω; I max = 20A LV25-P Przetworniki napięciowe: zakresy pomiarowe 100V, 500V, dokładność pomiaru ± 0,8 %, liniowość ± 0,2 %, czas reakcji 40 µs LA55-P Przetwornik prądowy: zakres pomiarowy 10A, dokładność pomiaru ± 0,65 %, liniowość ± 0,15 %, czas reakcji 40 µs V t Woltomierz: zakres pomiarowy 300V, klasa 0.5 A t Amperomierz: zakres pomiarowy 20A, klasa 0.5 A w Amperomierz: zakres pomiarowy 2A, klasa 0.5 Przemiennik ACS 600 funkcjonuje przy wykorzystaniu metody bezpośredniego sterowania momentem (ang. Direct Torque Control - DTC) [1]. Metoda ta pozwala na uzyskanie korzystniejszych właściwości regulacyjnych w porównaniu z konwencjonalną metodą PWM. Zasada działania metody DTC polega na cyklicznym wyznaczaniu odpowiedniej sekwencji sterującej przełączaniem elementów półprzewodnikowych w falowniku napięcia w zaleŝności od aktualnego stanu elektromagnetycznego silnika prądu przemiennego. Wartość chwilowa momentu elektromagnetycznego silnika asynchronicznego jest proporcjonalna do iloczynu wektorów strumienia sprzęŝonego stojana i wirnika [4], czyli: gdzie: Ψ s, ( Ψs Ψr ) = cm Ψs Ψr ϑψ Me = cm sin (1) Ψ r - wektory strumieni sprzęŝonych stojana i wirnika, ϑ Ψ - kąt między wektorami strumieni stojana i wirnika, c m stała zaleŝna od parametrów konstrukcyjnych silnika,

3200 Krzysztof OLESIAK W przypadku, gdy ϑ Ψ naleŝy do przedziału (0, π) to wówczas wektor strumienia stojana wyprzedza wektor strumienia wirnika i powstaje moment napędowy skierowany zgodnie ze zwrotem prędkości obrotowej. Przy odwrotnym wzajemnym połoŝeniu wektorów stojana i wirnika wytwarzany jest moment hamujący. Zmianę wartości bezwzględnej momentu elektromagnetycznego moŝna uzyskać nie tylko przez zmianę modułów strumieni, ale takŝe poprzez zmianę kąta między ich wektorami [2]. Dla potrzeb prowadzonych badań zrealizowano układ pomiarowy składający się z komputera stacjonarnego wyposaŝonego w specjalistyczne oprogramowanie DasyLab oraz kartę pomiarową Adlink 9118L z 12-bitowym przetwornikiem A/C o maksymalnej częstotliwości próbkowania na poziomie 100 khz. Karta pomiarowa umoŝliwia jednoczesną rejestrację i wizualizację sygnałów napięciowych maksymalnie na ośmiu kanałach bipolarnych. Ze względu na konieczność separacji galwanicznej obwodów napięciowych i prądowych napędu przekształtnikowego od układu pomiarowego zastosowano przetworniki firmy LEM o odpowiednio dobranych zakresach [6]. W obwodach pomiarowych napięcia międzyfazowego i prędkości obrotowej zastosowano przetworniki napięciowe LV25-P, a w obwodzie prądu fazowego wykorzystano przetwornik prądowy LA55-P. Do zapisu przebiegów czasowych napięcia międzyfazowego U UV, prądu fazowego I U oraz prędkości obrotowej n napędu przekształtnikowego prądu przemiennego zastosowano oprogramowanie DASYLab w wersji 7.0 [5]. Sygnały pomiarowe odczytywane przez trzy kanały karty Adlink 9118L są wprowadzane do modułu skalowania w celu ponownego przeliczenia na wartości rzeczywiste występujące w układzie napędowym. Następnie przeskalowane sygnały są kierowane do modułu mierników cyfrowych. W odniesieniu do napięcia międzyfazowego U UV oraz prądu I U wyznaczane są wartości skuteczne, a w przypadku prędkości obrotowej n wartość średnia w danym przedziale czasu. W końcowej fazie otrzymane przebiegi czasowe są prezentowane na ekranie w postaci graficznej oraz zapisywane na dysku w pliku zgodnie z własnym standardem programu DASYLab. Schemat zrealizowanego układu do skalowania, wizualizacji i zapisu wybranych przebiegów czasowych układu napędowego zaprezentowano na rys. 2. Rys. 2. Schemat blokowy układu do zapisu i wizualizacji przebiegów czasowych wielkości elektromechanicznych napędu przekształtnikowego prądu przemiennego

BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO 3201 3. BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO Podstawowym elementem badanego układu napędowego jest trójfazowy przemiennik częstotliwości ACS 600. Część silnoprądowa przekształtnika składa się z prostownika, obwodu pośredniczącego napięcia stałego z baterią kondensatorów oraz falownika. Do obwodu pośredniczącego dołączony jest układ hamowania z dodatkowym zewnętrznym rezystorem. Zastosowanie falownika umoŝliwia przetwarzanie napięcia stałego na napięcie zmienne, które zasila silnik asynchroniczny. W przypadku hamowania falownik zapewnia moŝliwość przepływu energii elektrycznej do rezystora w celu rozproszenia w postaci ciepła. Przemiennik częstotliwości ACS 600 umoŝliwia uzyskanie informacji dotyczących bieŝących wartości wybranych wielkości fizycznych. Zestawienie najwaŝniejszych z nich zaprezentowano w tabeli 2. Tab. 2. Zestawienie bieŝących wartości wielkości fizycznych przemiennika ACS 600 [1] Numer i nazwa Zakres Opis 01 PROCESS SPEED 0 100000/ Prędkość oparta na skali i jednostkach jednostki według nastaw uŝytkownika uŝytkownika 02 SPEED rpm (=obr/min) Prędkość obliczona silnika 03 FREQUENCY Hz Obliczona częstotliwość zasilania silnika 04 CURRENT A Pomierzony prąd silnika 05 TORQUE % Obliczony moment obrotowy silnika i wyraŝony w procentach momentu znamionowego 06 POWER % Moc silnika wyraŝona w procentach mocy znamionowej 07 DC BUS VOLTAGE V Pomierzone napięcie obwodu pośredniczącego 08 MAIN VOLTAGE V Obliczone napięcie zasilania 09 OUTPUT VOLTAGE V Obliczone napięcie silnika 10 ACS 600 TEMP C Temperatura radiatora 11 EXTERNAL REF 1 obr/min; Hz Zewnętrzna wartość zadana 1. Hz jest jednostką dla trybu SCALAR 12 EXTERNAL REF 2 % Zewnętrzna wartość zadana 2 13 CTRL LOCATION LOCAL; EXT1; Tryb sterowania aktywnego EXT2 14 HOUR COUNTER h Zegar czasu pracy Badania pomiarowe układu napędowego przeprowadzono dla następujących stanów pracy: rozruch, rewers oraz hamowanie układu przy stałym momencie obciąŝenia. Wybrane rezultaty badań obejmujące przebiegi czasowe prędkości obrotowej, napięcia międzyfazowego oraz prądu fazowego przedstawiono na rys. 3-6.

3202 Krzysztof OLESIAK Rys. 3. Przebiegi czasowe prędkości obrotowej n, napięcia międzyfazowego U UV i prądu fazowego I U przy rozruchu układu napędowego (n Z = 1000 obr/min, M obc = 0,25M N ) Rys. 4. Przebiegi czasowe prędkości obrotowej n, napięcia międzyfazowego U UV i prądu fazowego I U dla ustalonego stanu pracy układu napędowego (n Z = 1000 obr/min, M obc = 0,25M N )

BADANIA POMIAROWE NAPĘDU PRĄDU PRZEMIENNEGO 3203 Rys. 5. Przebiegi czasowe prędkości obrotowej n, napięcia międzyfazowego U UV i prądu fazowego I U przy rewersie układu napędowego (n 1 = 500 obr/min, n 2 = -500 obr/min, M obc = 0,25M N ) Rys. 6. Przebiegi czasowe prędkości obrotowej n, napięcia międzyfazowego U UV i prądu fazowego I U przy hamowaniu układu napędowego (n Z = 1000 obr/min, M obc = 0,25M N )

3204 Krzysztof OLESIAK 4. WNIOSKI Przedstawiony komputerowy układ do pomiarów, rejestracji i wizualizacji wielkości elektromechanicznych napędu asynchronicznego zasilanego przez trójfazowy przemiennik częstotliwości z bezpośrednim sterowaniem momentem pozwala na dokładną analizę przebiegów czasowych napięcia międzyfazowego, prądu fazowego oraz prędkości obrotowej. Poprzez odpowiedni dobór parametrów przemiennika ACS 600 moŝna przeprowadzić łagodny rozruch układu napędowego pod obciąŝeniem przy jednoczesnym ograniczeniu prądu rozruchowego na poziomie wartości prądu nominalnego silnika asynchronicznego. Taki przykładowy rozruch napędu przedstawiono na rys. 3. Skala czasu została dobrana w taki sposób, aby zaprezentować pełny przebieg prędkości tzn. od wartości zerowej do zadanej. Kształt napięcia międzyfazowego, które składa się z impulsów o róŝnej szerokości powoduje występowanie w przebiegu czasowym prądu silnika składowej zmiennej o częstotliwości odpowiadającej przełączaniu elementów półprzewodnikowych przemiennika. Jest to zjawisko niekorzystne, ale w nowoczesnych przekształtnikach amplituda składowej zmiennej jest stosunkowo niewielka w odniesieniu do amplitudy składowej sinusoidalnej prądu. Przykładową ilustrację tego zagadnienia przy pracy napędu ze stałą prędkością przedstawiono na rys. 4. Przemiennik częstotliwości z bezpośrednim sterowaniem momentem bardzo dobrze sprawdza się równieŝ w przypadku rewersu układu pod obciąŝeniem. Przebieg prędkości praktycznie liniowo zmienia się od prędkości początkowej do końcowej. Natomiast prąd płynnie zmienia się przy bardzo niewielkiej częstotliwości składowej sinusoidalnej. Zostało to zaprezentowane na rys. 5. Przemiennik częstotliwości ACS 600 umoŝliwia równieŝ hamowanie układu napędowego. Energia uzyskiwana podczas hamowania wydziela się w postaci ciepła na dodatkowym zewnętrznym rezystorze, który stanowi standardowe wyposaŝenie układu. Przebiegi czasowe przy hamowaniu napędu przedstawiono na rys. 6. Opracowany komputerowy układ pomiarowy umoŝliwia przeprowadzenie badań przemiennika częstotliwości zasilającego silnik asynchroniczny w warunkach rozruchu, hamowania, rewersu oraz regulacji prędkości obrotowej. Otrzymane rezultaty pozwalają na dokonanie weryfikacji parametrów zadanych oraz rzeczywistych układu napędowego. 5. BIBLIOGRAFIA [1] ABB Centrum Automatyki: Podręcznik programowania ACS 600, 1999. [2] ABB Drive: Direct torque control - the world s most advanced AC drive technology, Technical guide No. 1, 2011. [3] Barlik R., Nowak M.: Technika tyrystorowa, Warszawa, WNT 1994. [4] Boldea I., Nasar S. A.: Electric Machine Dynamics, New York, Macmillan Publishing Company 1986. [5] DASYTEC: DASYLab Data Acquisition System Laboratory - User Guide, version 7.0, Amherst, DASYTEC USA 2002. [6] LEM: Industry Current & Voltage Transducers, Switzerland, Geneva, LEM International SA 2008.