uticaj karakteristiČnih veliČina i parametara na karakteristike motora
DESCRIPTION
UTICAJ KARAKTERISTIČNIH VELIČINA I PARAMETARA NA KARAKTERISTIKE MOTORA. Posmatraćemo samo one koji su značajni za podešavanje brzine!. Napon statora – naponsko napajnje; Struja statora – strujno napajanje; Rotorska otpornost (simetrično uključenje); - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
UTICAJ KARAKTERISTIČNIH VELIČINA I PARAMETARA NA KARAKTERISTIKE MOTORA
Posmatraćemo samo one koji su značajni za podešavanje brzine!
Napon statora – naponsko napajnje;
Struja statora – strujno napajanje;
Rotorska otpornost (simetrično uključenje);
Statorska učestanost (naponsko napajanje);
Statorska učestanost (strujno napajanje);
Promena broja pari polova.
Napon statora
Na osnovu prethodnih jednačina:
sprpr
sss
sprprspolpolsee
Uss
UII
UMMUMMUMM
;;; 222
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
me S( )
me1 S( )
me2 S( )
x S( )
0.90
y S( )
S( )brzina
mom
enat
1sU
75.0sU
5.0sU
Promene na karakteristikama su važne zbog:1. Slučajnih varijacija napona u mreži;2. Puštanja motora u rad pri sniženom naponu;3. Podešavanje brzine (ograničeni opseg, zavisi od oblika mehaničke karakteristike opterećenja).
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1.6
3.2
4.8
6.4
8
Is S( )
Is1 S( )
Is2 S( )
S( )brzina
stru
ja s
tato
ra
1sU
75.0sU
5.0sU
Struja statora
Pomoću izvedenih relacija:
ssssee IUUIMM i2
Mogu se dobiti dijagrami:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
me s( )
me1 s( )
me2 s( )
0.5
x s( )
y s( )
s( )brzina
mom
enat
2sI
5.0sI
1sI
Ove karakteristike su značajne zbog regulisanih pogona gde se motori napajajuiz STRUJNIH INVERTORA.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
Us s( )
Us1 s( )
Us2 s( )
s( )brzina
napo
n st
ator
a
2sI
1sI5.0sI
Rotorska otpornost
(simetrično uključenje)
rprpr rMM - bez obzira na napon napajanja!
rprpr rss - važno!
rss rII - važno!
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
me S( )
me1 S( )
me2 S( )
S( )
M12 3 2 1
1rR2rR3rR > >
brzina
mom
enat
Polazeći od Kloss – ove jednačine može se dobiti:
1211 prss
1222 prss
gde je: const./ 12 MM pr
2
1
2
1
2
1
r
r
pr
pr
r
r
s
s
s
s
Ne treba zaboraviti da postoji i drugo rešenje:
1
1
222
211
pr
pr
ss
ss
Očigledno je da i sada važi odnos:
2
1
2
1
2
1
2
1
r
r
pr
pr
r
r
s
s
s
s
s
s
Uticaj rotorskog otpora na struju statora prikazan je na slici:
Primena ovih osobina:1. Puštanje u rad velikih motora sa ograničenom strujom.2. Kratkotrajno podešavanje brzine (gubici!).
brzina
stru
ja
1rR
2rR
3rR
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
4
5
6
7
8
Is S( )
Is1 S( )
Is2 S( )
S( )
Statorska učestanost
(naponsko napajanje)
U najprostijem slučaju, E = const.
.const/
2
32
rrrp
sr
pr
r
EPM
Ako je:
const.const./ prs ME
Odgovarajuća familija krivih data je na slici:
Polazeći od izraza za moment u ovom slučaju:
222
2
3rrr
rr
se r
rEPM
Može se zaklučiti da je za Me = const. r = const.!!!Vidi na slici !!!
Ovaj slučaj odgovara i slučaju sa Us/s = const. za rs = 0.
fs1=0,2 fs2=0,4 fs3=0,6 fs4=0,8 fs5=1
brzina
mom
enat
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
me 1 1 1 ( )
me1 0.8 0.8 0.8 ( )[ ]
me2 0.6 0.6 0.6 ( )[ ]
me3 0.4 0.4 0.4 ( )[ ]
me4 0.2 0.2 0.2 ( )[ ]
U realnijem slučaju: Us = const. (rs ≠ 0).
s
rsss
rpr
ss
srssss
spr
fr
rs
Ufrr
PUM
222
222
2
,1
2
3
Ako bi se u ovom slučaju obezbedilo Us/s = const. dobijaju se karakteristikeprikazane na slici:
fs5=1
fs4
fs3fs2
fs1
brzina
mom
enat
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
me 1 1 1 ( )
me1 0.8 0.8 0.8 ( )[ ]
me2 0.6 0.6 0.6 ( )[ ]
me3 0.4 0.4 0.4 ( )[ ]
me4 0.2 0.2 0.2 ( )[ ]
Povoljniji oblik mehaničkih karakteristika dobija se odstupanjem od “V/f” zakona upravljanja (Us/fs = const.) i uvođenjem naponske kompenzacije Us = f (s). Zavisnost napon od učestanosti određuje se po različitim kriterijumima.
U posmatranom slučaju kada se želi održati konstantan prevalni momenatpri svim učestanostima manjim od nominalne ova zavisnost je:
N: - “normalizovano” ssrssssprsk frrMU 2222
Mehaničke karakteristike uz primenjenu kompenzaciju su:
fs=0,2 0,4 0,6 0,8 1
brzina
mom
enat
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
me u 1 1 ( )
me1 u1 0.8 0.8 ( )[ ]
me2 u2 0.6 0.6 ( )[ ]
me3 u3 0.4 0.4 ( )[ ]
me4 u4 0.2 0.2 ( )[ ]
Razmotrimo sada i slučaj analize rada asinhronog motora u kome se mora uzeti u obzir uticaj grane magnećenja (PFe ≈ 0).
Postavljajući odgovarajuće jednačine po drugom Circhof- ovom zakonu može se postaviti izraz za struju rotora:
N:
MjrMj
MjrMj
UUI
sssr
rrrs
srssr
,,
Momenat motora se sada može odrediti:
N:
r
rssrrrsse
UIrUM
2
,,,,
Rešavanjem jednačine:
0,,
rsse
r
UM
po r za različito s dobija se rp = rp (s). Ova zavisnost nije funkcija napona statora!!!
rpnsnsnesrpsse UMUM ,,,,
po Us dobija se zavisnost Us = f (s) koja će obezbediti isti prevalni moment pri svim učestanostima, kao i pri nominalnoj učestanosti i naponu.
Rešavanjem jednačine:
Obe objašnjene zavisnosti prikazane su na slici:
učestanost [r.j.] učestanost [r.j.][r
.j.]
[r.j.
]
rp
Us
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
rpr us s
s
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
us s
s
Na sledećoj slici prikazani su dijagrami prevalnog momenta u funkciji učestanosti, kada se održava Us / fs = const. (nekompenzovan slučaj) i kada se uvažava izvedena zavisnost Us = f ( fs) (kompenzovan slučaj).
Mpr - kompenzovano
Mpr - nekompenzovano
učestanost [r.j.]
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
mpr s mprk s
s
Na slici su prikazane zavisnosti napona od struje izračunate za tri različita pristupa proračunu.
M const.(zasićenje)
M=const.
M=
učestanost [r.j.]
napo
n
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
us s usk s
s
Kod učestanosti većih od nominalne napon MORA da bude Us = Unom = const. što se naravno odražava na smanjenje prevalnog momenta!
Us
s1
1
Familija karakteristika za fs>fsnom
mom
enat
brzina
fs > fsnom
fs = fsnom
fs < fsnom
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
me 1 1 1 ( )
me1 0.8 0.8 0.8 ( )[ ]
me2 0.6 0.6 0.6 ( )[ ]
me3 0.4 0.4 0.4 ( )[ ]
me4 0.2 0.2 0.2 ( )[ ]
me5 1 1.2 1.2 ( )[ ]
me6 1 1.4 1.4 ( )[ ]
me7 1 1.6 1.6 ( )[ ]
me8 1 1.8 1.8 ( )[ ]
me9 1 2 2 ( )[ ]
Statorska učestanost
(strujno napajanje)
Na osnovu ranije izvedenih relacija može se zaključiti:
const.f
ff
rpspr
srpspr
IM
M
Odgovarajući dijagrami prikazani su na slici.
Gore pokazane karakteristike pokazuju pogodnosti ovog načina napajanja u pogledu podešavanja brzine. Nedostatak je činjenica da je povoljnija (bolji stepen iskorišćenja i manja valovitost i buka kod nesinusnog napajanja) radna tačka na delu karakteristike gde je rad pogona statički nestabilan. Ovaj problem se rešava odgovarajućim upravljačkim sistemom.
Is=1
Is=2
fs=0,2 0,4 0,6 0,8 1
brzina [r.j.]
mom
enat
[r.
j.]
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
m is 1 m is1 1 m is 0.8 m is1 0.8 m is 0.6 m is1 0.6 m is 0.4 m is1 0.4 m is 0.2 m is1 0.2
Promena broja pari polova
Ideja vrlo jednostavna:
PPs
m
Realizacija mnogo složenija. Motor mora da ima:
mogućnost prevezivanja namotaja u cilju ostvarivanja različitog broja pari polova (i na statoru i na rotoru !!!), ili
dva ili više zasebnih namotaja sa različitim brojem pari polova.
Na ovaj način mogu se ostvariti dve, tri ili četiri brzine.
Za dobijanje dve brzine obično se koristi prevezivanje istog namotaja, a za više od dve brzine kombinacija prevezivanja i nezavisnih namotaja.
N
A1 A2 A3 A4
S S S SN N N
2P = 8
S
A1 A2 A3 A4
S N S NS N
2P = 4
N
Za obe brzine se mogu potpuno iskoristiti oba navojna dela, t.j. sa gledišta iskorišćenja namotaja, za oba slučaja se može dozvoliti ista struja.
Pogodnim vezivanjem se može ostvariti ili konstantni momenat, ili konstantna snaga. Najčešće veze statora jesu zvezda, trougao i dvostruka zvezda.
5 4.17 3.33 2.5 1.67 0.83 0 0.83 1.67 2.52
1
0
1
2
3
4
M
sm
2sm 1
2
Mm
6 5 4 3 2 1 0 1 2 31.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Msm
2sm
1
2
Piz=const