SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY

Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Rys.1. Podział metod sterowania częstotliwościowego silników indukcyjnych klatkowych

Instrukcja

1.

Układ pomiarowy.

Dane maszyn:

Silnik asynchroniczny:
P

N

= 2,2 kW; U

N

= 220/380 V; I

N

= 8,8/5,1 A; n = 1410 obr/min; cos

ϕ

= 0,8

Maszyna prądu stałego:
P

N

= 1,5 kW; U

N

= 220 V; I

N

= 6,5 A; n

N

= 2850 obr/min; I

f

= 0,25 A

Atr

~230V

4D

+

-

~

V

A

G

A

E1

A2

A1

E1

+

-

Miernik

parametrów

sieci 5A

U1

V1 W1

U1

V1 W1

L1

L2

L3

L1

L2

L3

L1

L2

L3

L1

L2

L3

Sonda

napięciowa

Sonda

prądowa

Sonda

napięciowa

Sonda

prądowa

M

3~

Falownik

wektorowy

Filtr

silnika

Dławik

silnika

f

U

= const

Oscyloskop

cyfrowy

Falownik

25A

I

max

=

E<200V

~230V

Rys.2. Schemat układu pomiarowego

2. Dane falownika DV51 firmy Moeller

Dane przemiennika serii DV51

Dane elektryczne

Znamionowe napi

ę

cie pracy

3-fazowe, 400 V AC (342 V -0% do 528 V +0%)

Cz

ę

stotliwo

ść

napi

ę

cia zasilania

50 / 60 Hz (47 Hz -0% do 53 Hz +0%)

Moc znamionowa wyj

ś

ciowa

2,2 kW

Metoda modulacji

Modulacja szeroko

ś

ci impulsu (PWM), sterowanie U/f

(liniowe, kwadratowe)

Cz

ę

stotliwo

ść

kluczowania

5 kHz (ustawienie fabryczne), mo

ż

e by

ć

regulowana w

zakresie 2 do 14 kHz

Napi

ę

cie wyj

ś

ciowe

3 AC U

e

Przeci

ąż

alno

ść

pr

ą

dowa

1,5 × I

e

przez 60 s w cyklu 600 s, dla odpowiedniej mocy

silnika

Cz

ę

stotliwo

ść

wyj

ś

ciowa

Zakres 0 do 400 Hz

Rozdzielczo

ść

0,1 Hz przy warto

ś

ci zadanej cyfrowo, maksymalna

cz

ę

stotliwo

ść

/1000 przy warto

ś

ci

zadanej analogowo

Granica bł

ę

du przy 25 °C ±10 °C

Warto

ść

zadana cyfrowo, ±0,01% maksymalnej

cz

ę

stotliwo

ś

ci

Warto

ść

zadana analogowo, ±0,2 % maksymalnej

cz

ę

stotliwo

ś

ci

Moment przy rozruchu

Od 1 Hz : 200 % i wy

ż

szy

Hamowanie pr

ą

dem stałym

0 do 100 %, zakres 0.5 do 60 Hz, czas trwania 0 do 60 s

Tranzystor hamowania Hamowanie dynamiczne z
zewn

ę

trznym rezystorem (około 150 do 80 %)

Obwód steruj

ą

cy

Napi

ę

cia wewn

ę

trzne

Steruj

ą

ce

24 V DC, maksymalnie 30 mA

Definicja warto

ś

ci zadanej

10 V DC, maksymalnie 10 mA

Przeka

ź

nik

Styk przeł

ą

czny

AC 250 V, 2,5 A (obci

ąż

enie rezystancyjne)

AC 250 V, 0,2 A (obci

ąż

enie indukcyjne, cos

ϕ

= 0,4)

AC 100 V, minimalnie 10 mA

DC 30 V, 3 A (obci

ąż

enie rezystancyjne)

DC 30 V, 0,7 A (obci

ąż

enie indukcyjne, cos

ϕ

= 0,4)

DC 5 V, minimalnie 100 mA

Wej

ś

cia i wyj

ś

cia

Wej

ś

cia analogowe

1 wej

ś

cie, 0 do 10 V, impedancja wej

ś

ciowa 10 k

Ω

1 wej

ś

cie, 4 do 20 mA, impedancja obci

ąż

enia 250

Ω

rozdzielczo

ść

10 bit.

Wyj

ś

cie analogowe

1 wyj

ś

cie, 0 do 10 V, maks. 1 mA

rozdzielczo

ść

8 bit.

Wej

ś

cia cyfrowe

6 swobodnie programowalnych wej

ść

do 27 V DC
impedancja wej

ś

ciowa 4,7 k

Ω

Wyj

ś

cia cyfrowe

2 wyj

ś

cia, otwarty kolektor

maksymalnie 27 V DC, 50 mA

Interfejs Szeregowy

RS 485 (Modbus RTU, do 19,2 kbit/s)

Panel obsługi (opcjonalny)

DEX-KEY-6, DEX-KEY-61

Przyciski

6 przycisków funkcyjnych do sterowania i parametryzacji
DV51

Wy

ś

wietlacz

Czteroznakowy 7-segmentowy oraz 8 diod
sygnalizacyjnych LED
Nastawa warto

ś

ci zadanej: potencjometr (dla DEX-KEY-6)

3.

Pomiary w układzie zasilania silnika indukcyjnego

bezpośrednio z falownika wektorowego.

3.1.

Pomiar charakterystyk mechanicznych

ω

ωω

ω

= f (M

o

), silnika indukcyjnego

zasilanego bezpośrednio z falownika wektorowego.

Dla kilku dwóch wartości częstotliwości wyznaczyć charakterystyki mechaniczne

ω

= f (M

o

).

Wyniki zestawić w tabeli 1.
Tabela 1.

n

I

ś

r

U

ś

r

P

Q

S

cos

ϕϕϕϕ

U

o

I

o

M

o

ω

ωω

ω

ηηηη

Lp.

obr/

min

A

V

W

Var

VA

-

V

A

Nm rad/s

-

3.2

Wyznaczenie współczynnika mocy cos

ϕϕϕϕ

= f (M

o

) i sprawności

ηηηη

= f (M

o

) silnika

indukcyjnego zasilanego bezpośrednio z falownika wektorowego.

Dla przeprowadzonych wyżej pomiarów i obliczeń wykreślić cos

ϕ

= f (M

o

) i

η

= f (M

o

),

silnika indukcyjnego zasilanego z falownika wektorowego.

3.3.

Pomiar charakterystyk regulacji

ω

ωω

ω

= f (f) przy M

o

= const.

Na podstawie pomiarów i obliczeń dla stałego obciążenia M = const. wykreślić
charakterystykę regulacji

ω

= f (f). Wyniki zestawić w tabeli 2.

Tabela 2.

f

n

ω

ωω

ω

Lp.

Hz

obr/min

rad/s

Uwagi

3.4

Rejestracja przebiegów czasowych napięć i prądów.

4.

Pomiary w układzie zasilania silnika indukcyjnego z

falownika wektorowego zastosowaniem dławika silnikowego.

4.1.

Pomiar charakterystyk mechanicznych

ω

ωω

ω

= f (M

o

), silnika indukcyjnego

zasilanego z falownika wektorowego zastosowaniem dławika silnikowego..

Dla kilku dwóch wartości częstotliwości wyznaczyć charakterystyki mechaniczne

ω

= f (M

o

).

Wyniki zestawić w tabeli 3.
Tabela 3.

n

I

ś

r

U

ś

r

P

Q

S

cos

ϕϕϕϕ

U

o

I

o

M

o

ω

ωω

ω

ηηηη

Lp.

obr/

min

A

V

W

Var

VA

-

V

A

Nm rad/s

-

4.2

Wyznaczenie współczynnika mocy cos

ϕϕϕϕ

= f (M

o

) i sprawności

ηηηη

= f (M

o

) silnika

indukcyjnego zasilanego z falownika wektorowego zastosowaniem dławika silnikowego..

Dla przeprowadzonych wyżej pomiarów i obliczeń wykreślić cos

ϕ

= f (M

o

) i

η

= f (M

o

),

silnika indukcyjnego zasilanego z falownika wektorowego.

4.3

Pomiar charakterystyk regulacji

ω

ωω

ω

= f (f) przy M

o

= const.

Na podstawie pomiarów i obliczeń dla stałego obciążenia M = const. wykreślić
charakterystykę regulacji

ω

= f (f). Wyniki zestawić w tabeli 4.

Tabela 4.

f

n

ω

ωω

ω

Lp.

Hz

obr/min

rad/s

Uwagi

4.4

Rejestracja przebiegów czasowych napięć i prądów.

5.

Pomiary w układzie zasilania silnika indukcyjnego z

falownika wektorowego zastosowaniem filtra silnikowego.

5.1

Pomiar charakterystyk mechanicznych

ω

ωω

ω

= f (M

o

), silnika indukcyjnego

zasilanego z falownika wektorowego zastosowaniem filtra silnikowego.

Dla kilku dwóch wartości częstotliwości wyznaczyć charakterystyki mechaniczne

ω

= f (M

o

).

Wyniki zestawić w tabeli 5.
Tabela 5.

n

I

ś

r

U

ś

r

P

Q

S

cos

ϕϕϕϕ

U

o

I

o

M

o

ω

ωω

ω

ηηηη

Lp.

obr/

min

A

V

W

Var

VA

-

V

A

Nm rad/s

-

5.2

Wyznaczenie współczynnika mocy cos

ϕϕϕϕ

= f (M

o

) i sprawności

ηηηη

= f (M

o

) silnika

indukcyjnego zasilanego z falownika wektorowego zastosowaniem filtra silnikowego.

Dla przeprowadzonych wyżej pomiarów i obliczeń wykreślić cos

ϕ

= f (M

o

) i

η

= f (M

o

),

silnika indukcyjnego zasilanego z falownika wektorowego.

5.3

Pomiar charakterystyk regulacji

ω

ωω

ω

= f (f) przy M

o

= const.

Na podstawie pomiarów dla stałego obciążenia M = const. wykreślić charakterystykę
regulacji

ω

= f (f). Wyniki zestawić w tabeli 6.

Tabela 6.

f

n

ω

ωω

ω

Lp.

Hz

obr/min

rad/s

Uwagi

5.4

Rejestracja przebiegów czasowych napięć i prądów.

6.

Sprawozdanie

W sprawozdaniu należy umieścić:

1.

Parametry badanego układu pomiarowego

2.

Schemat pomiarowy badanego układu

3.

Tabele pomiarowe.

4.

Charakterystyki pomierzone zgodnie z programem ćwiczenia.

5.

Zarejestrowane przebiegi czasowe.

6.

Własne wnioski i spostrzeżenia.