Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 19



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

WYKORZYSTANIE PROCESORA SYGNAŁOWEGO DO STEROWANIA SILNIKIEM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

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

POMIAR PRĄDÓW FAZOWYCH SILNIKA Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

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

BADANIA MASZYNY RELUKTANCYJNEJ PRZEŁĄCZALNEJ PRZEZNACZONEJ DO NAPĘDU LEKKIEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

Badania maszyny reluktancyjnej przełączalnej, przeznaczonej do napędu lekkiego pojazdu elektrycznego

Silnik indukcyjny - historia

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

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

Pulse width modulation control of three-phase three-level inverter Sterowanie modulacji szerokości impulsów trójpoziomowego trójfazowego falownika.

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

PROJEKT I WYKONANIE STANOWISKA LABORATORYJNEGO DO BADANIA SILNIKA Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

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

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

STEROWANIE MIKROPROCESOROWE FALOWNIKA 3-POZIOMOWEGO Z DIODAMI POZIOMUJĄCYMI IDEA I REALIZACJA

Bezczujnikowe sterowanie SPMSM

d J m m dt model maszyny prądu stałego

WPŁYW ALGORYTMU STEROWANIA PRZEKSZTAŁTNIKA NA WŁAŚCIWOŚCI NAPĘDU Z SILNIKIEM BEZSZCZOTKOWYM

Mikroprocesorowo sterowany napęd małego pojazdu elektrycznego z silnikami bezszczotkowymi prądu stałego

STEROWANIE CZĘSTOTLIWOŚCIOWE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH SYNCHRONIZOWANYCH

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO ORAZ SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM - BADANIA EKSPERYMENTALNE

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

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

SPOSOBY REGULACJI PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILNIKA W POJEŹDZIE Z NAPĘDEM ELEKTRYCZNYM

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

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

SILNIK ELEKTRYCZNY O WZBUDZENIU HYBRYDOWYM

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

Serwomechanizmy sterowanie

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH Z ROZRUCHEM ASYNCHRONICZNYM PRZY STEROWANIU CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

BADANIA UKŁADU NAPDOWEGO Z SILNIKIEM BEZSZCZOTKOWYM (PMSM) O MOCY 20 kw

ANALIZA PRACY SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO W ASPEKCIE STEROWANIA WEKTOROWEGO

UKŁAD HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO DO BADANIA NAPĘDÓW

Z powyższej zależności wynikają prędkości synchroniczne n 0 podane niżej dla kilku wybranych wartości liczby par biegunów:

Maszyny elektryczne specjalne Special electrical machines

Funkcje sterowania cyfrowego przekształtników (lista nie wyczerpująca)

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

Układy czasowo-licznikowe w systemach mikroprocesorowych

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

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Sterowanie przepływem i prędkością silnika hydraulicznego w układzie z falownikowym napędem pompy

Maszyny elektryczne Electrical machines. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

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

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Laboratorium. Automatyka napędu elektrycznego

Silniki prądu stałego

WOLNOOBROTOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI JAKO BEZPRZEKŁADNIOWY NAPĘD GÓRNICZEGO PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO

ANALIZA WPŁYWU SPOSOBU NAMAGNESOWANIA MAGNESÓW NA PRZEBIEGI CZASOWE WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I MECHANICZNYCH W SILNIKU BEZSZCZOTKOWYM

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

PRZETWORNICE CZĘSTOTLIWOŚCI DO NAPĘDU SILNIKÓW Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Część 5. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania

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

Bezpośrednie sterowanie momentem silnika indukcyjnego zasilanego z 3-poziomowego. przekształtnika MSI z kondensatorami o zmiennym potencjale

PL B1. GRZENIK ROMUALD, Rybnik, PL MOŁOŃ ZYGMUNT, Gliwice, PL BUP 17/14. ROMUALD GRZENIK, Rybnik, PL ZYGMUNT MOŁOŃ, Gliwice, PL

PLAN PREZENTACJI. 2 z 30

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11

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

Silniki synchroniczne

OBLICZENIA POLOWE SILNIKA PRZEŁĄCZALNEGO RELUKTANCYJNEGO (SRM) W CELU JEGO OPTYMALIZACJI

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

Część 6. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania. Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12

TRAMWAJE TROLEJBUSY METRO

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

KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11

ANALIZA BEZSZCZOTKOWEGO SILNIKA PRĄDU STAŁEGO Z MAGNESAMI NdFeB

Od prostego pozycjonowania po synchronizację. Rozwiązania Sterowania Ruchem. Napędy Elektryczne i Sterowania

Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 3/2016 (111) 7

Cel zajęć: Program zajęć:

NAPĘD BEZCZUJNIKOWY Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM O MAGNESACH TRWAŁYCH

WYSOKOSPRAWNE SILNIKI Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W NAPĘDACH GÓRNICZYCH

SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W NAPĘDZIE POJAZDU HYBRYDOWEGO


Układ ENI-ZNAP/RT6N1. Karta produktu

Rys.14 Schemat funkcjonalny układu RDC.

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

MODELOWANIE SILNIKA KOMUTATOROWEGO O MAGNESACH TRWAŁYCH ZASILANEGO Z PRZEKSZTAŁTNIKA IMPULSOWEGO

BADANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO Strona 1/5

WYSOKOSPRAWNY JEDNOFAZOWY SILNIK LSPMSM O LICZBIE BIEGUNÓW 2p = 4 BADANIA EKSPERYMENTALNE

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

PL B1. Układ samochodowego prądnico-rozrusznika ze wzbudzeniem elektromagnetycznym i sposób jego sterowania

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

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2016/2017. Zadania z elektrotechniki na zawody I stopnia

Ćwiczenie EA11. Bezszczotkowy silnik prądu stałego

POLOWO - OBWODOWY MODEL BEZSZCZOTKOWEJ WZBUDNICY GENERATORA SYNCHRONICZNEGO

Zaznacz właściwą odpowiedź (właściwych odpowiedzi może być więcej niż jedna)

PL B1. Sposób regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego zasilanego z falownika napięcia z filtrem silnikowym

Transkrypt:

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 19 Aleksander Bodora, Tomasz Biskup, Arkadiusz Domoracki, Politechnika Śląska, Gliwice Henryk Kołodziej, Enel, Gliwice MIKROPROCESOROWY SYSTEM STEROWANIA NAPĘDU Z SILNIKAMI PRĄDU STAŁEGO BEZSZCZOTKOWYMI STEROWANYMI SINUSOIDALNIE MICROPROCESOR CONTROL SYSTEM OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR Abstract: An implementation of sinusoidal current control of a 60 kw Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) is presented. The drive system consists of brushless AC motor driven by PWM converter. This system is designed for mining locomotive drive. The basic principles of PMSM motor field-oriented control and Digital Signal Controller implementation are presented. As the main control system, TMS 320F2812 microcontroller is used. Some features and advantages of applied microprocessor also presented. Examples of laboratory tests have been included in the paper in order to illustrate the operation of the designed drive system. 1. Wstęp W ostatnich dwóch dekadach następował burzliwy rozwój napędów z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego. Dostępność tranzystorów mocy (np. IGBT) oraz rozwój techniki mikroprocesorowej, sprawiły, że silniki indukcyjne klatkowe zasilane z przekształtników MSI, zdominowały napędy o regulowanej prędkości. Wysoka sprawność i niezawodność przekształtników mocy oraz coraz doskonalsze metody sterowania pozwalają uzyskiwać wysokosprawne napędy o bardzo korzystnych właściwościach ruchowych. Wydaje się, że dalszy postęp w dziedzinie napędów regulowanych będzie związany z nowymi konstrukcjami silników. Potwierdzeniem tego może być obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowania, zarówno konstruktorów jak i użytkowników, napędami z silnikami bezszczotkowymi wzbudzanymi magnesami trwałymi. Radykalny postęp technice materiałowej spowodował znaczne obniżenie cen magnesów trwałych, dzięki czemu maszyny tego typu mogą być konkurencyjne pod względem ekonomicznym z silnikami indukcyjnymi. Niezaprzeczalnie zalety tego typu silników, do których można zaliczyć: bardzo dużą sprawność, liniową charakterystykę mechaniczną, korzystny współczynnik rozwijanego momentu do gabarytów, małe mechaniczne stałe czasowe, dużą przeciążalność oraz możliwość rozwijania momentu w czasie postoju sprawiają, że już obecnie panuje przekonanie, iż napędy z silnikami bezszczotkowymi w niedalekiej przyszłości będą zastępować silniki indukcyjne klatkowe. Szczególnie ważną gałęzią przemysłu, w której upatruje się dużych możliwości aplikacyjnych napędów z silnikami bezszczotkowymi, są napędy trakcyjne. 2. Cel pracy Celem pracy były: budowa i uruchomienie mikroprocesorowego układu sterowania silnika z magnesami trwałymi o sinusoidalnej sile elektromotorycznej i mocy ok. 60 kw. Prace te prowadzone były w związku z projektowaniem napędu lokomotywy kopalnianej. Niniejszy artykuł pokazuje dalszy etap działań przedstawionych wcześniej w pracy [1]. W jego ramach przygotowano silnik o docelowej konstrukcji, przekształtnik energoelektroniczny oraz dedykowany układ sterowania 3. Sterowanie silnikami bezszczotkowymi W przypadku sterowania silników o sinusoidalnym rozkładzie SEM, wykorzystuje się opis maszyny trójfazowej, w nieruchomym względem wirnika układzie współrzędnych dq rys.1.

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 20 q b ib ub d N S ua ia a θr uc ic c Rys.1. Układ przestrzenny uzwojeń stojana oraz nieruchomy względem wirnika układ odniesienia dq dla silnika synchronicznego o magnesach trwałych Dla silników z magnesami naklejonymi na powierzchni wirnika zakłada się na ogół równość indukcyjności w obydwu osiach, a więc spełniony jest warunek: Lq=Ld. Wynika to z faktu, że przewodność magnetyczna magnesów otrzymywanych z pierwiastków ziem rzadkich jest w przybliżeniu równa przewodności magnetycznej powietrza. W trakcie realizacji sterowania wektorowego, zazwyczaj przyjmuje się że Idzad=0, dzięki czemu moment silnika, podobnie jak w maszynie prądu stałego, jest liniową funkcją prądu twornika. Niezerowa wartość prądu w osi d (Id<0) jest jedynie uzasadniona w przypadku pracy z prędkością ω >ωn, przy pracy ze stałą mocą w strefie osłabionego strumienia [3]. Dla opisu silnika w układzie współrzędnych dq, korzystną metodą sterowania tranzystorami przekształtnika jest metoda modulacji wektora przestrzennego [2]. Dzięki tej metodzie możliwa jest do osiągnięcia znacznie wyższa wartość pierwszej harmonicznej napięcia wyjściowego, od napięcia uzyskiwanego w modulacji z sygnałem nośnym (jeśli sygnał modulujący jest monoharmoniczny). W wyniku sterowania metodą wektora przestrzennego, wektor napięcia wiruje z zadaną prędkością kątową. Przy zasilaniu silnika z trójfazowego falownika napięcia można otrzymać osiem wektorów napięcia, w tym dwa zerowe, w zależności od stanu poszczególnych zaworów przekształtnika. Dobór poszczególnych wektorów, przy założonym stałym okresie impulso- wania powinien doprowadzić do osiągnięcia minimum pulsacji prądu przy minimalnej częstotliwości przełączeń. Przyjęto, że okres impulsowania jest wartością stałą, niezależnie od częstotliwości wyjściowej falownika. Przy odpowiednio wysokiej wartości częstotliwości przełączania nie ma to wpływu na stabilność pracy układu napędowego. 4. Układ napędowy Układ napędowy składał się z silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (PMSM) zbudowanego przez BOBRME KOMEL, oraz falownika napięcia MSI. Silnik typu PMPg250L został zbudowany jako zamiennik do istniejących silników prądu stałego, stosowanych obecnie w lokomotywach kopalnianych. Do zasilania silnika zastosowany został falownik napięcia MSI firmy ENEL, przystosowany do wymogów pracy napędu. Pomiędzy falownik i silnik został włączony dławik o niewielkiej wartości indukcyjności. Falownik został zbudowany w oparciu o tranzystory IGBT firmy EUPEC ECONO + FS 450R12KE3 [5]. Każdy półmostek falownika tworzy jeden odpowiednio połączony moduł. Urządzenie jest wyposażone w układ hamulca, umożliwiający rozpraszanie energii w czasie hamowania odzyskowego. Jest to podyktowane wymaganiami układu, w którym napęd ma być zastosowany. Docelowy falownik napięcia przedstawiono na rys.2. Układ sterowania napędu zrealizowano na bazie mikrokontrolera sygnałowego TMS320F2812. Rys.2. Falownik napięcia MSI przeznaczony do napędu lokomotywy kopalnianej

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 21 5. Układ sterowania Do sterowania falownika zastosowano nowoczesny układ mikrokontrolera sygnałowego (Digital Signal Controller DSC) firmy Texas Instruments TMS 320F2812 [4]. Schemat blokowy tego układu pokazano na rys.3. Rys.3. Schemat blokowy układu TMS 320F2812 Charakterystyczne jest tu połączenie rdzenia jednostki centralnej procesora sygnałowego DSP rodziny C2xxx z układami peryferyjnymi. Układy peryferyjne pozwalają na uproszczenie struktury systemu mikroprocesorowego i obsługę wszystkich najważniejszych zadań. Układ zawiera 128k słów 16-bitowych pamięci FLASH i 18k słów pamięci RAM. W przestrzeni adresowej umieszczono także pamięć ROM, zawierającą procedury uruchamiania systemu oraz tablice wspomagające obliczanie pewnych funkcji, w tym trygonometrycznych. Producent udostępnia biblioteki procedur matematycznych, które pozwalają na wykonywanie obliczeń matematycznych z wykorzystaniem tych tablic. Wśród układów peryferyjnych należy wyróżnić dużą grupę, realizującą różne formy komunikacji szeregowej asynchronicznej (dwa niezależne SCI, CAN) oraz synchronicznej (SPI). Pozwalają one nie tylko na łatwą organizację komunikacji w systemach sterowania hierarchicznego, ale także na przyłączenie do systemu dodatkowych układów peryferyjnych za pomocą magistrali szeregowej synchronicznej (przetworniki A/C, C/A, pamięć EEPROM). Dla właściwego układu sterowania najważniejsze znaczenie mają: 16-kanałowy, 12-bitowy przetwornik A/C oraz dwa układy licznikowe EVA i EVB. Schemat blokowy układu sterowania układu napędowego został przedstawiony na rys. 4. Mierzone są dwa prądy fazowe silnika, napięcie w obwodzie napięcia stałego falownika, temperatura stojana silnika oraz wartość zadana prędkości. Praca przetwornika jest synchronizowana z przełączeniami zaworów. Do ich sterowania wykorzystano układ licznikowy EVA. Składa się on z dwóch liczników 16-bitowych, trzech komparatorów cyfrowych, toru obsługi zdarzeń zewnętrznych, interfejsu do impulsów enkodera oraz układu sterowania. Z powodu wcześniej wymienionych zalet zastosowano algorytm modulacji wektorowej, której mechanizm jest wbudowany w układy EVA i EVB. Algorytm ten należy do grupy modulacji wektorowych nieciągłych (DPWM) o ograniczonej liczbie przełączeń w cyklu [2]. Oznacza to obniżoną wartość strat przełączeniowych w zaworach falownika. Analiza strat w silniku zasilanym z falownika tak sterowanego, pochodzących od wyższych harmonicznych, wskazuje, że przy tej samej częstotliwości przełączania straty te będą wyższe dla modulacji DPWM, niż dla klasycznego układu wektorów w sekwencji.

22 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 wyświetlacz LDC klawisze EEPROM SCI SPI TMS 320F2812 n zad zadajnik n zad1 n I dzad =0 Rn Iqzad RId RIq U dzad U qzad modulator wektorowy EVA Θ U DC ntc 6 fault = ~ Id Iq U DC prędkość EVB Θ 1 dq αβ αβ abc ic ib Przetwornik A/C i c i b zał/wył kierunek n zad T pt100 PMSM Θ(9 0) Rys.4. Schemat blokowy układu sterowania napędu z silnikiem PMSM enkoder Jeśli jednak uwzględnimy możliwości podniesienia o 3/2 tej częstotliwości dla modulacji nieciągłej, to dla wyższych współczynników głębokości modulacji, dla takiego samego porównania, straty w silniku są znacznie niższe. W niniejszym rozwiązaniu przyjęto, że częstotliwość przełączania będzie wynosiła 6 khz Układy EVA i EVB zapewniają wprowadzenie w sygnały sterujące zaworami czasu martwego i umożliwiają wykorzystanie specjalnego dedykowanego wejścia PDPINT do blokady sygnałów sterujących, w przypadku wykrycia stanu awaryjnego. Funkcje te zostały wykorzystane w niniejszym rozwiązaniu. Do zabezpieczenia zaworów falownika wykorzystano sygnały zwrotne od driverów tranzystorów oraz wewnętrzny czujnik temperatury znajdujący się w modułach IGBT typu NTC. Niezbędny dla określenia położenia układu współrzędnych czujnik optyczny (10-bitowy) dołączono do mikrokontrolera DSP przez wejścia buforujące. Pomiar prędkości wykorzystuje bit nr 1 pochodzący z tego enkodera. Wszystkie parametry układu określające współczynniki kalibracji dla torów analogowych, nastawy regulatorów, ograniczenia, parametry komunikacji szeregowej, oraz historie wyłączeń urządzenia zapisane są w szeregowej pamięci EEPROM. Układ regulacji napędu został oparty na idei przedstawionej w rozdziale 3, symbolicznie pokazanym na rysunku 4. 6. Badania testowe napędu Końcowym etapem pracy było przeprowadzenie próbnych badań realizowanego napędu w układzie pomiarowym. Na rysunkach 5-7 przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów zarejestrowane w czasie badań testowych. Oscylogramy przedstawiają przebiegi wybranych wielkości: prędkości obrotowej, momentu elektromagnetycznego (rys.5) w trakcie wybranego cyklu pracy napędu z uwzględnieniem nawrotu. Na rysunku 6 przedstawiono przebiegi: prądu fazowego silnika oraz napięcia fazowego. Widoczny na rysunku brak przesunięcia fazowego prądu i napięcia, świadczy o wysokiej wartości współczynnika cosφ. Rysunek 7 przedstawia natomiast przebieg prądu fazowego w czasie próby polegającej na zatrzymaniu silnika obciążonego momentem 100 Nm a następnie rozruchu silnika do zadanej prędkości.

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/2006 23 n [obr/min], Mm [Nm] 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0-200 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500-400 -600-800 M m -1000-1200 -1400-1600 n t [s] Rys.5. Przebieg momentu obciążenia i prędkości obrotowej silnika i a u a Rys.6. Przebiegi prądu fazowego silnika i a (100 A/div,1s/div) oraz napięcia fazowego silnika u a (50 V/div,1s/div) W artykule przedstawiono wyniki prac wdrożeniowych systemu sterowania silnikami bezszczotkowymi o sinusoidalnej SEM rotacji. Prace te prowadzone były w związku z projektowaniem napędu lokomotywy kopalnianej. Opracowany układ sterowania bazuje na mikrokontrolerze sygnałowym TMS 320F2812. Układ ten posiada szereg właściwości, które predestynują go do aplikacji sterowania przekształtników energoelektronicznych. Uzyskane wyniki pokazują, że napęd taki ma bardzo dobre właściwości regulacyjne i energetyczne, pozwalające na zastosowanie w układach wymagających rozwinięcia dużego momentu, także przy małej lub zerowej prędkości obrotowej. 9. Literatura [1]. Bodora A., Domoracki A., Biskup T., Kołodziej H., Budzyński Z.: Badania układu napędowego z silnikiem bezszczotkowym (PMSM) o mocy 20kW, Zeszyty Problemowe - BOBRME Komel - Maszyny elektryczne Zeszyty problemowe Nr 71, Katowice 2005. [2].Holmes D.G., Lipo T.A. : Pulse Width Modulation for Power Converters. Principles and Practice, IEEE Press- John Wiley & Sons Inc, NY USA 2003. [3].Zawirski K.: Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2005 [4].Texas Instruments : TMS320F2810, TMS320F2811, TMS320F2812, TMS320C2810, TMS320C2811, TMS320C2812 Digital Signal Processors Data Manual, TI 2004. [5].Technische Information/ technical information FS450R12KE3, EUPEC, Autorzy Dr inż. Aleksander Bodora Dr inż. Tomasz Biskup Mgr inż. Arkadiusz Domoracki Politechnika Śląska w Gliwicach Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki 44-100 Gliwice, ul. B. Krzywoustego 2 Dr inż. Henryk Kołodziej ENEL Spółka z o.o. 44-101 Gliwice, ul. Gen. J. Sowińskiego 3 Rys.7. Przebiegi prądu fazowego silnika w czasie zatrzymania silnika obciążonego i ponownego rozruchu (20 A/div,1s/div) 8. Podsumowanie