Potrzebujesz Falownik? Zadzwoń. Pomożemy w jego doborze. Tel: 665 470 995
Dodaj swoją firmę do katalogu falowniki24.info.pl

Wydarzenia

 
 
Polecaj portal o przemiennikach częstotliwo¶ci - Falowniki24 znajomym
www.sklepfalowniki.pl
www.falowniki24.info.pl/artykuly/art-115.html
www.falowniki24.info.pl/artykuly/art-130.html

Zobacz:

Filmiki o falownikach LG/LS, LENZE, EURA i innych na portalu YouTUBE

Trójfazowe silniki pr±du przemiennego - cz. 2 (sposoby regulacji prędko¶ci)

2013.05.29

          Prędko¶ć silnika może być zmieniona przez:


          • zmianę liczby par biegunów,

          • zmianę po¶lizgu,

          • zmianę częstotliwoci napięcia zasilania.

 

 

Prędko¶ć n silnika jest zależna od prędkoci wirowania pola magnetycznego maszyny i może być wyrażona jako:

 

 

 

Rys. 1  Przedstawienie możliwoci zmian regulowania prędkoci silnika asynchronicznego

 

 

 

1Regulacja prędkoci przez zmianę liczby par biegunów


Szybko¶ć rotacji pola jest okrelona przez liczbę par biegunów w stojanie. W przypadku dwubiegunowego silnika, szybko¶ć obracaj±cego się pola wynosi 3,000 rpm dla częstotliwoci 50Hz w sieci zasilania.

 

Rys. 2 Charakterystyki mechaniczne silnika w odniesieniu do zmiany liczby par biegunów

 

Przy częstotliwoci 50Hz, szybko¶ć obracaj±cego się pola w czterobiegunowym silniku wynosi 1,500 rpm.

Silniki mog± być budowane dla dwu różnych liczb par biegunów – silniki dwubiegowe. Spowodowane jest to specjalnym rozmieszczeniem uzwojenia stojana w żłobkach w formie uzwojenia Dahlander’a b±dĽ jako dwóch oddzielnych uzwojeń. W silniku wielobiegunowym występuj± poł±czenia różnych typów uzwojeń.

Szybko¶ć jest zmieniana przez przeł±czanie uzwojeń statora, zmienia się wtedy liczba par biegunów w stojanie. Na skutek przeł±czania z małej liczby par biegunów - praca przy dużej prędkoci obrotowej wału silnika, do większej liczby par biegunów, faktyczna szybko¶ć silnika jest drastycznie zmniejszana, np. od 1,500 do 750 rpm. Na w skutek szybkiego przeł±czania par biegunów, silnik przechodz±c przez zakres pracy generatorowej może być znacznie przeci±żony, gdyż energia hamowania jest zależna od rodzaju obci±żenia doł±czonego wału silnika. Na udary narażone s± także mechanizmy sprzęgaj±ce silnik z obci±żeniem.

 

 

2.  Sterowanie polizgiem silnika

 

Prędko¶ć silnika może być sterowana przez polizg na dwa różne sposoby:

przez zmianę napięcia dostarczanego do stojana,

przez ingerowanie w pracę wirnika.


Zmiana napięcia stojana

Prędko¶ć silnika asynchronicznego może być kontrolowana przez dostosowanie napięcia wejciowego silnika bez zmiany częstotliwoci (na przykład używaj±c softstarter’a). Jest to możliwe, ponieważ moment obrotowy silnika zmienia proporcjonalnie do kwadratu napięcia.

 

Rys. 3  Charakterystyki mechaniczne silnika przy zmianie napięcia na stojanie

 

Wskazywane na charakterystyce mechanicznej, stałe punkty pracy mog± być otrzymywane w zakresie pracy normalnej (nk0). Stałe punkty pracy silnika z piercieniami lizgowymi mog± być otrzymywane w zakresie pracy rozruchowej (0k) przez wstawienie oporników w uzwojenia wirnika.

 

Regulacja wirnika

Istniej± dwa możliwe sposoby oddziaływania na wirnik. Poprzez dodawanie rezystancji do obwodu wirnika lub doł±czanie obwodu wirnika do innych maszyn elektrycznych, albo do obwodu prostownika poł±czonego kaskadowo.

Silniki piercieniowe mog± być tak regulowane, ponieważ maj± konstrukcję umożliwiaj±c± dostęp do uzwojeń wirnika na piercieniach lizgowych.

 

Zmiana rezystancji wirnika

Prędko¶ć silnika może być regulowana przez doł±czenie oporników do piercieni lizgowych i kosztem powiększenia strat mocy w wirniku. Prowadzi do przyrostu wartoci polizgu i zmniejszenia prędkoci silnika. Jeżeli rezystory doł±czone s± do obwodu wirnika, zmienia się charakterystyka mechaniczna. Jak pokazano na rys. 4, zwiększenie rezystancji spowoduje zmniejszenie prędkoci obrotowej wirnika przy zachowaniu stałego momentu obrotowego. Poprzez zmianę rezystancji uzyskujemy zmianę prędkoci przy tym samym obci±żeniu. Tak wstępnie okrelona prędko¶ć jest zależna od obci±żenia. Jeżeli zmniejszamy obci±żenie silnika, prędko¶ć wzrasta prawie do prędkoci synchronicznej.

 

Rys. 4  Charakterystyki mechaniczne silnika przy zmianie rezystancji wirnika

 

Rezystancja zależna jest od temperatury i dlatego ważne jest, aby temperatura podczas pracy była stała.

 

Ł±czenie kaskadowe

Zamiast oporników, obwód wirnika może być poł±czony przez piercienie lizgowe do obwodów napięciowych maszyny lub wejciowych obwodów prostownika. Obwód napięciowy maszyny dostarcza obwodowi wirnikowemu silnika dodatkowe odpowiednie napięcie, umożliwiaj±c wpływanie na prędko¶ć i magnetyzm wirnika. Technika ta jest używana głównie w elektrycznych systemach kolejowych. Wejcia mocy prostownika mog± być używane zamiast obwodów napięciowych maszyny, w tym przypadku obszar aplikacji jest zredukowany do systemów z pompami, wentylatorami, itp.

 

Rys. 5  Przykładowa typowa realizacja poł±czenia kaskadowego

 

 

3.  Regulacja prędkoci przez zmianę częstotliwoci napięcia zasilania

 

Przy zmianie częstotliwoci możliwe jest kontrolowanie prędkoci silnika bez dodatkowych strat. Prędko¶ć obrotowa pola magnetycznego zmienia się wraz ze zmian± częstotliwoci.

Prędko¶ć silnika zmienia się proporcjonalnie do prędkoci rotacji pola magnetycznego. Aby utrzymać moment obrotowy silnika, napięcie silnika musi być zmieniane wraz z częstotliwoci±.

Przy znanym obci±żeniu można wyznaczyć moment i pomijaj±c polizg silnika otrzymujemy:

 

                                     

Dla danego obci±żenia, słuszna jest następuj±ca zależno¶ć: dla stałego stosunku między napięciem podawanym na silnik a częstotliwoci±, namagnesowanie w założonym zakresie prędkoci silnika jest także stałe.

 

 

Rys. 6  Charakterystyki mechaniczne przy regulacji prędkoci przez proporcjonaln± zmianę napięcia i częstotliwoci zasilania

 

Namagnesowanie nie jest idealne w dwóch przypadkach: w pocz±tkowej fazie rozruchu silnika oraz przy bardzo niskich częstotliwociach pracy silnika, gdzie wymagane jest dodatkowe magnesowanie. Także, gdy silnik w tym zakresie pracuje ze zmiennym obci±żeniem, powinno być możliwe namagnesowanie odpowiadaj±ce obci±żeniu, rys. 7.



Rys. 7  Schemat zastępczy silnika dla pracy przy małych prędkociach wirnika

 

 

Dodatkowe namagnesowanie w pocz±tkowej fazie rozruchu

Ważne jest kontrolowanie spadku napięcia Us w zwi±zku z indukowanym napięciem Uq.

Napięcie wejciowe: U1=Us+ Uq=UR1 + UX1 + Uq

Reaktancja stojana : X1=2 * π * f * L

 

Silnik został zaprojektowany dla swoich wartoci nominalnych. Na przykład: napięcie magnesuj±ce Uq , może wynosić 370 V dla silnika, przy U1=400V i f=50Hz. Wówczas silnik ma optymalne namagnesowanie.

 

Współczynnik okrelaj±cy stosunek napięcia do częstotliwoci wynosi:

                                         

 

Jeżeli częstotliwo¶ć jest zmniejszona do 2.5Hz, napięcie będzie wynosić 20V. Z powodu obniżania częstotliwoci reaktancja stojana X1 również maleje. Ten spadek napięcia zależy jedynie od rezystancji R1 i nie ma żadnego wpływu na ogólny spadek napięcia w stojanie. Napięcie na rezystancji R1 odpowiada w przybliżeniu wartoci około 20 V dla nominalnych warunków zasilania silnika, wobec czego pr±d silnika zależy od obci±żenia. Cała warto¶ć napięcia wejciowego U1 odkłada się teraz tylko na rezystancji stojana R1, powoduj±c brak tego napięcia na magnesowanie silnika.

Przy niskich częstotliwociach, kiedy stosunek napięcia do częstotliwoci pozostaje stały w pełnym zakresie, brak jest napięcia dla namagnesowania silnika i silnik nie jest w stanie wytworzyć momentu obrotowego. W konsekwencji ważne jest, aby zwiększyć odpowiednio napięcie U1 podczas startu silnika i przy niskich częstotliwociach pracy.

 

Zależno¶ć namagnesowania od obci±żenia

Po dostosowaniu silnika do dodatkowego namagnesowania przy niskich częstotliwociach i podczas pocz±tkowej fazy rozruchu, wyst±pi przemagnesowanie w czasie pracy z małym obci±żeniem. W tej sytuacji, pr±d stojana I1 będzie opadać a wzronie indukowane napięcie Uq.

Silnik zwiększy pobór pr±du reaktywnego, co spowoduje jego nadmierne nagrzewanie. Magnetyzacja silnika zależy więc od napięcia, które powinno zmieniać się automatycznie w zależnoci od obci±żenia.

Dla optymalnego namagnesowania silnika częstotliwo¶ć i zmienne obci±żenie musi być uwzględniane przy sterowaniu częstotliwociowym silnika.

 

 

Ľródło: Dr inż. Jerzy Szymański, ELPOL Centrum Elektroniki i Automatyki Sp. z o.o. (www.elpol.biz)



Wydarzenia

 
 
Polecaj portal o przemiennikach częstotliwo¶ci - Falowniki24 znajomym
www.falowniki24.info.pl/artykuly/art-130.html
www.falowniki24.info.pl/artykuly/art-115.html
www.sklepfalowniki.pl

Zobacz:

Filmiki o falownikach LG/LS, LENZE, EURA i innych na portalu YouTUBE
P.H.U. ZAWEX

Polecamy

www.zawex.pl/?p=p_9&sName=falowniki-lg
sklepfalowniki.pl/promocjafalownikow,3.html
www.falowniki24.info.pl/szukaj-firmy
sklepfalowniki.pl/falowniki-lg-m100.html
sklepfalowniki.pl/falowniki-sanyu.html
Jakich informacji będziesz szukał na falowniki24.info.pl?



Zobacz wyniki

Polecane strony:

Zadzwoń do nas!
17 855 51 28
Chcesz być
na bież±co?
ABB    ACTIMAX    APATOR CONTROL    BERGES    CONTRPL TECHNIQUES    DANFOS    DELTA ELECTRONICS    ENEL    EURA Drives    FUJI    GE    HITACHI    HYUNDAY    INNE    INVERTEK DRIVES    KEB    LENZE    LOVATO    LUST    MITSUBISHI    MOELLER    NAIS    NORD    OMRON    pDRIVE    POWTRAN    SANTERNO    SCHNEIDER    SEW    TECO    TOSHIBA    TOYO DENKI    TWERD    VACON    YASKAWA    ZIEHL-ABEGG    LG/LS Industrial Systems    SIMENS   
©2012 P.H.U. ZAWEX, Krasne 830A, 36-007 KRASNE