MEMS i mikronapę

dy

29.11.2011

2TD-DI – L4

Grupa nr 3:

Michał Jantas
Mateusz Kędzior

Ćwiczenie II

Badanie napędu z silnikiem reluktancyjnym

przełączalnym (SRM).

Schemat:

Celem cwiczenia jest zapoznanie sie z budowa, układem sterowania oraz sposobami
sterowania silnika reluktancyjnego przełaczalnego (switched reluctance motor – SRM) oraz
sposobem kształtowania charakterystyk mechanicznych poprzez zmiane parametrów.
sterowania.


Wyniki pomiarów:

PWM = 50%, θ

on

= -5°

θ

off

n

I2

[°]

[obr\min]

[A]

32

2700

0,55

33

2750

0,56

34

2780

0,56

36

2853

0,57

37

2873

0,57

38

2893

0,55

39

2900

0,54

40

2893

0,54

θ

on

= -5°, θ

off

= 35°

PWM

n

I2

[%]

[obr\min]

[A]

30

1541

0,42

35

1811

0,45

40

2118

0,49

45

2505

0,52

50

2828

0,55

55

3124

0,59

60

3403

0,62

65

3725

0,65

PWM = 50%, θ

off

= 35°

θ

on

n

I2

[°]

[obr\min]

[A]

-6

2920

0,57

-6,5

2976

0,57

-7

3033

0,58

-7,5

3090

0,59

-8

3153

0,59

-8,5

3198

0,6

-9

3253

0,61

-9,5

3310

0,61

Napięcie zasilające Udc[V] = 60.
Tl= 9,55* P/n
P = I2 * U- moc wyjściowa
η[%] – sprawność wypadkowa
η= P/Pin * 100 sprawność wypadkowa
Pin = Udc * Idc] – moc wejściowa

PWM [%]

30

θon [°]

-5

θoff [°]

35

Udc [V]

61

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

2561

0

17,6

0,55

0,000

33,55

268,05

0,00

0,00

2140

0,2

13,8

0,61

2,760

37,21

223,99

12,32

7,42

1790

0,5

10,5

0,68

5,250

41,48

187,35

28,02

12,66

1500

0,8

7,6

0,76

6,080

46,36

157,00

38,73

13,11

1420

1

6,2

0,78

6,200

47,58

148,63

41,72

13,03

1250

1,3

4,4

0,84

5,720

51,24

130,83

43,72

11,16

1100

1,8

2,4

0,9

4,320

54,9

115,13

37,52

7,87

970

2

1,4

0,95

2,800

57,95

101,53

27,58

4,83

PWM [%]

35

θon [°]

-5

θoff [°]

35

Udc [V]

60

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

1800

0

0,45

0,45

0,00

27

188,40

0,00

0,00

1520

0,2

0,5

0,5

0,10

30

159,09

0,63

0,33

1300

0,4

0,55

0,55

0,22

33

136,07

1,62

0,67

1130

0,6

0,59

0,59

0,35

35,4

118,27

2,99

1,00

1012

0,8

0,63

0,63

0,50

37,8

105,92

4,76

1,33

932

1

0,66

0,66

0,66

39,6

97,55

6,77

1,67

810

1,3

0,7

0,7

0,91

42

84,78

10,73

2,17

740

1,6

0,74

0,74

1,18

44,4

77,45

15,29

2,67

PWM [%]

50

θon [°]

-8

θoff [°]

35

Udc [V]

60

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

2090

0

14,3

0,5

0,00

30,5

218,75

0,00

0,00

1760

0,2

11,2

0,55

2,24

33,55

184,21

12,16

6,68

1500

0,4

8,9

0,61

3,56

37,21

157,00

22,68

9,57

1330

0,6

7,2

0,65

4,32

39,65

139,21

31,03

10,90

1190

0,8

5,6

0,69

4,48

42,09

124,55

35,97

10,64

1080

1

4,42

0,73

4,42

44,53

113,04

39,10

9,93

920

1,4

2,2

0,8

3,08

48,8

96,29

31,99

6,31

820

1,7

0,87

0,84

1,48

51,24

85,83

17,23

2,89

PWM [%]

50

θon [°]

-4

θoff [°]

35

Udc [V]

60

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

1800

0

0,45

0,45

0,00

27,5

188,40

0,00

0

1520

0,2

0,5

0,5

0,10

30,5

159,09

0,63

0,32787

1300

0,4

0,55

0,55

0,22

33,6

136,07

1,62

0,65574

1130

0,6

0,59

0,59

0,35

36,0

118,27

2,99

0,98361

1012

0,8

0,63

0,63

0,50

38,4

105,92

4,76

1,31148

932

1

0,66

0,66

0,66

40,3

97,55

6,77

1,63934

810

1,3

0,7

0,7

0,91

42,7

84,78

10,73

2,13115

740

1,6

0,74

0,74

1,18

45,1

77,45

15,29

2,62295

PWM [%]

45

θon [°]

-6

θoff [°]

38

Udc [V]

60

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

2277

0

17,6

0,56

0,00

34,16

238,33

0,00

0,00

2240

0,2

14,5

0,61

2,90

37,21

234,45

12,37

7,79

1960

0,4

11,8

0,67

4,72

40,87

205,15

23,01

11,55

1758

0,6

0,7

0,71

0,42

43,31

184,00

2,28

0,97

1530

0,9

7,3

0,77

6,57

46,97

160,14

41,03

13,99

1370

1,2

5,4

0,82

6,48

50,02

143,39

45,19

12,95

1270

1,5

3,6

0,87

5,40

53,07

132,93

40,62

10,18

1110

2,2

1,71

0,94

3,76

57,34

116,18

32,38

6,56

PWM [%]

45

θon [°]

-6

θoff [°]

40

Udc [V]

60

n

[obr/min]

I [A]

U [V]

Idc [A] Pwy [W] Pwe [W]

ω

[rad/s]

TL

[mNm]

Sprawność

[%]

2525

0

17,6

0,58

0,00

35,38

264,28

0,00

0,00

2225

0,2

14,6

0,63

2,92

38,43

232,88

12,54

7,60

1960

0,4

11,85

0,68

4,74

41,48

205,15

23,11

11,43

1768

0,6

9,76

0,72

5,86

43,92

185,05

31,65

13,33

1660

0,8

8,16

0,77

6,53

46,97

173,75

37,57

13,90

1524

1

6,92

0,8

6,92

48,8

159,51

43,38

14,18

1180

1,7

2,95

0,91

5,02

55,51

123,51

40,61

9,03

1080

2,1

1,06

0,96

2,23

58,56

113,04

19,69

3,80

Charakterystyki:

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

n

[o

b

r/

mi

n

]

PWM [%]

n =f(PWM)

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

2300

2500

2700

0,00 12,32 28,02 38,73 41,72 43,72 37,52 27,58

n

[o

b

r/

m

in

]

TL [mNm]

n=f(TL)

PWM 30%

PWM 50%

2650

2700

2750

2800

2850

2900

30

30,5

31

31,5

32

32,5

33

33,5

34

34,5

35

n

[o

b

r/

mi

n

]

θoff [°]

n=f(θoff )

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

2300

0,00 0,63 1,62 2,99 4,76 6,77 10,73 15,29

n

[o

b

r/

m

in

]

TL [mNm]

n=f(TL)

θon [°] -8

θon [°] -4

Przebiegi:

3000

3050

3100

3150

3200

3250

3300

3350

3400

-10

-9,5

-9

-8,5

-8

-7,5

-7

-6,5

n

[o

b

r/

mi

n

]

TL [mNm]

n=f(θon)

950

1150

1350

1550

1750

1950

2150

2350

2550

2750

0,00 12,54 23,11 31,65 37,57 43,38 40,61 19,69

n

[o

b

r/

m

in

]

TL [mNm]

n=f(TL)

θoff [°] 38

θoff [°] 40

Wnioski:
W chwili wyłączenia obu tranzystorów w układzie zasilającym prąd płynie przez diody a na
uzwojeniach pojawia się napięcie ujemne, widać to dokładnie na załączonym oscylogramie.

Uzwojenia silnika sterowane są impulsowo. Silniki reluktancyjne posiadają bardzo szeroki
zakres regulacji prędkości obrotowej i można ją regulować kątem załączania, wyłączania oraz
impulsami PWM. Ze wzrostem współczynnika wypełnienia PWM, wzrasta prędkość
obrotowa silnika.