2ET-DI-L2 Rzeszów, 16.11.2015 r. Michał Kucharski Kinga Aakomy Aukasz Ślimak Mateusz Winiarski Damian Wozniak SPRAWOZDANIE Z MEMS I MIKRONAPDY ĆWICZENIE I ,,Sterowanie silnika skokowego reluktancyjnego I. Wprowadzenie do ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silnika skokowego reluktancyjnego, sposobem sterowania oraz wyznaczeniem jego charakterystyk dynamicznych. Silnik skokowy reluktancyjny z uwagi na swą budowę najczęściej zasilany jest unipolarnie. Najprostszym sposobem jego sterowania jest sterowanie napięciowe. W takim przypadku napięcie zasilające jest podawane na poszczególne pasma bez żadnych ograniczeń. Jest to przydatne w zakresie małych częstotliwości pracy. Wraz ze wzrostem częstotliwości taktowania prądy nie osiągają już wartości ustalonych. Stosowanie ,,forsowania wzbudzenia zapobiega zatrzymaniu silnika kiedy ograniczony zostanie wytworzony moment spowodowany zbyt małym prądem. Polega ono na zwiększeniu napięic a i dołączeniu rezystancji R ograniczającej ad prąd do wartości znamionowej. Silniki skokowe wykorzystywane są w precyzyjnych sterowaniach ruchem, przekształcają one ciąg impulsów na ciąg przesunięć kątowych lub liniowych. II. Schemat III. Parametry znamionowe czteropasmowego silnika skokowego EDS20: napięcie znamionowe = 15 , prąd znamionowy = 3.7 , pobór mocy = 120 , skok znamionowy = 3, moment znamionowy = 4 , maksymalny moment synchronizujący = 10 , moment rozruchowy = 71 , moment bezwładności wirnika = 53300 " 10 , rezystancja pasma = 3.95 &!, impedancja pasma = 30.5 &!, częstotliwość graniczna = 75 . Układ sterowania silnika zbudowano w oparciu o układ mikroprocesora 8-bitowego. Umożliwia ona płynną zmianę częstotliwości podawanych impulsów, zmianę kierunku wirowania oraz komutowanie uzwojeń w sekwencji 1/4, 1/2 i 3/8. IV. Tabele pomiarowe i obliczenia Obliczanie momentu obciążenia: = = , gdzie: r = 0.1m, m masa obciążników [kg], m g H" 9.8 przyśpieszenie ziemskie. s Dla: m = 0.1 kg T = 0.1 9.8 0.1 = 0.098 m = 0.3 kg T = 0.3 9.8 0.1 = 0.294 m = 0.5 kg T = 0.5 9.8 0.1 = 0.49 m = 0.7 kg T = 0.7 9.8 0.1 = 0.686 m = 0.9 kg T = 0.9 9.8 0.1 = 0.882 m = 1.1 kg T = 1.1 9.8 0.1 = 1.078 m = 1.3 kg T = 1.3 9.8 0.1 = 1.274 a) Pomiary częstotliwości granicznej = ( ) oraz rozruchowej = ( ) przy = : f = f (TL) g 600 500 400 300 Komutacja 1/4 komutacja 3/8 200 Komutacja 1/2 100 0 0,098 0,294 0,49 0,686 0,882 1,078 1,274 TL [Nm] fl = f (TL) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0,098 0,294 0,49 0,686 0,882 1,078 1,274 TL [Nm] Komutacja 1/4 Komutacja 3/8 Komutacja 1/2 f [Hz] l f [Hz] b) Pomiary częstotliwości granicznej = ( ) oraz rozruchowej = ( ) w warunkach forsowania wzbudzenia = oraz H" &!: Komutacja Obciążenie [kg] Częstotliwość graniczna [Hz] Częstotliwość rozruchowa [Hz] 0,1 230 49 0,3 140 49 0,5 100 49 1 0,7 88 46 4 0,9 73 41 1,1 64 35 1,3 54 34 0,1 689 125 0,3 448 120 0,5 338 117 3 0,7 258 114 8 0,9 234 113 1,1 187 107 1,3 165 98 0,1 340 59 0,3 170 59 0,5 155 59 1 0,7 140 59 2 0,9 112 57 1,1 107 56 1,3 96 60 fg =f(TL) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0,098 0,294 0,49 0,686 0,882 1,078 1,274 TL [Nm] Komutacja 1/4 Komutacja 3/8 Komutacja 1/2 g f [Hz] fl =f(TL) 140 120 100 80 60 40 20 0 0,098 0,294 0,49 0,686 0,882 1,078 1,274 TL [Nm] Komutacja 1/4 Komutacja 3/8 Komutacja 1/2 V. Przebiegi czasowe na oscyloskopie w 26 Hz: a) Dla komutacji 1/4: l f [Hz] b) Dla komutacji 1/2: c) Dla komutacji 3/8: VI. Wnioski: Częstotliwość graniczna to częstotliwość przy której następuje zatrzymanie silnika z przymocowanym obciążeniem. Częstotliwość rozruchowa to częstotliwość przy której następuje ciągła praca silnika z przymocowanym obciążeniem. Na podstawie otrzymanych wykresów zauważamy zmiany częstotliwości granicznych i rozruchowy w zależności od zmian momentu obciążenia silnika. Mają one duży wpływ na wartości częstotliwości granicznej a mniejszy na zmianę częstotliwości rozruchowej. Przy komutacji 3/8 częstotliwości osiągają największe wartości a najmniejsze przy komutacji 1/4. Przy zwiększeniu wartości napięcia zasilającego do 15 V i jednoczesnym dołączeniu dodatkowej rezystancji Rd kształt przebiegów jest podobny jak przy napięciu zasilania 12 V.