Politechnika Świętokrzyska
Laboratorium z Napędu elektrycznego.
Ćwiczenie Nr 2		Temat ćwiczenia: Częstotliwościowa regulacja prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy użyciu skalarnej metody sterowania		Specjalność: Elektronika przemysłowa i energoelektronika. Grupa 405 Zespół Nr Łukasz Rachuna Robert Sztandera Kamil Śliwiński Durdyń Piotr
Data wykonania ćwiczenia: 26.11.2009	Data oddania ćwiczenia: 3.12.2009		Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z metodą sterowania skalarnego w częstotliwościowej regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego.

2. Przebieg ćwiczenia:

• Wpływ rodzaju momentu obciążenia na algorytm sterowania skalarnego silników indukcyjnych.

• Budowa falownika napięcia, zapoznanie się z dokumentacją techniczną przemienników częstotliwości MOVITRAC oraz MITSUBISHI.

• Zapoznanie się z oprogramowaniem przemienników częstotliwości MOVITRAC oraz MITSUBISHI.

• Programowanie zadanych charakterystyk sterowania skalarnego.

• Wyznaczenie charakterystyki
oraz porównanie otrzymanych wyników z charakterystyką
zadaną w trakcie programowania.

• Wyznaczenie charakterystyk elektromechanicznych
układu napędowego z kompensacją poślizgu w otwartym układzie regulacji.

3. Realizacja Ćwiczenia:

Schemat układu pomiarowego:

Zestawienie wyników pomiarów:

Pwe	Iwe	Uwy	Pwy	Iwy	Utach	Uobc	Iobc	Iwzb	UwyG5	fwyG5	IwyG5	n
120	1.5	54	80	3.4	7	0	0	0	60.5	5	3.43	175
160	1.8	200	140	3.4	14	0	0	0	98.5	10	3.44	350
150	1.8	185	140	3.2	19	0	0	0	133.4	15	3.34	475
150	1.8	170	140	3.2	26	0	0	0	170.2	20	3.24	650
160	1.8	160	140	3.2	32	0	0	0	207	25	3.22	800
160	2	160	140	3.1	39	0	0	0	252.8	30	3.2	975
180	2.1	168	140	3.1	44	0	0	0	286.5	35	3.18	1100
200	2.2	185	140	3	51	0	0	0	327.2	40	3.15	1275
200	2.2	210	140	3.2	57	0	0	0	366.7	45	3.2	1425
200	2.25	250	100	3.3	63	0	0	0	406.5	50	3	1575
160	1.9	160	140	3.4	39	5	0.3	0	247	30	3.15	975
190	2.1	160	140	3.1	39	20	1	0.02	251	30	3.15	975
220	2.5	160	140	3	39	40	2	0.07	249.1	30	3.2	950
280	3	160	140	3.1	39	60	3	0.1	255.5	30	3.22	975
300	3.4	160	120	3.2	38	70	3.5	0.13	260	30	3.29	950
340	3.7	160	120	3.3	38	76	4	0.15	263	30	3.4	950
200	2.2	180	140	3.1	51	10	0.5	0	326	40	3.15	1275
220	2.4	182	140	3.1	51	25	1.4	0.02	322	40	3.11	1275
230	2.6	184	140	3.2	51	38	2	0.05	334	40	3.12	1275
280	3.2	185	140	3.1	51	55	3	0.07	328	40	3.22	1275
310	3.5	190	120	3.2	51	67	3.5	0.09	328	40	3.21	1275
320	3.6	192	120	3.2	51	75	3.8	0.1	337.5	40	3.27	1275
220	2.3	225	100	3.2	64	12	0.7	0	404.5	50	3.05	1600
200	2.3	215	100	3.2	64	20	1	0.01	405.6	50	3.06	1600
260	2.7	240	80	3.2	64	40	2.1	0.03	406.5	50	3.03	1600
280	3.1	230	80	3.2	63	57	3	0.05	409.2	50	2.91	1575
300	3.3	235	80	2.8	63	66	3.5	0.06	408.6	50	2.87	1575
320	3	245	80	2.7	63	76	4.1	0.08	412.5	50	2.93	1575

Charakterystyka

Charakterystyki
:

Zestawienie prędkości kątowych w zależności od częstotliwości zasilania.

4. Wnioski:

Pomiaru napięcia wyjściowego falownika dokonywaliśmy za pomocą woltomierza wbudowanego w falowniku - pomiar woltomierzami napięcia przemiennego jest obarczony dużym błędem ze względu na ich przystosowanie do pomiaru napięcia przemiennego o częstotliwości 50Hz. By uzyskać prawidłowe odczyty napięcia i prądu jakim zasilano silnik należałoby skorzystać z nowoczesnych mierników cyfrowych posiadających funkcję TRMS, która pozwala prowadzić pomiary napięć i prądów zmiennych przy częstotliwościach od 0Hz aż do 200kHz.

Wykorzystywany w ćwiczeniu falownik może pracować przy mocy niższej od mocy znamionowej podłączonego silnika (1,1kW ) - jest to możliwe tylko przy obciążeniu nie przekraczającym mocy znamionowej falownika - należy kontrolować moc pobieraną przez podłączony silnik.

W zadaniu polegającym na badaniu charakterystyki U=f(f_ZAD) wykonaliśmy szereg pomiarów sprawdzających zgodność zadanej charakterystyki - charakterystyki nr 5 zawartej w dokumentacji technicznej falownika. Uzyskaliśmy jednak charakterystykę przypominającą raczej linię prostą.

Zależność prędkości obrotowej w funkcji momentu obciążającego badany silnik przy trzech różnych częstotliwościach (30, 40 oraz 50Hz) badaliśmy poprzez obciążanie tego silnika sprzężoną z nim na wale prądnicą. Moment obciążający jest w takim układzie zależny od prądu twornika prądnicy - ten zaś od prądu wzbudzenia (prędkość przy danej częstotliwości zadanej z falownika zmienia się nieznacznie). Z otrzymanych charakterystyk widać - mimo załączonego układu kompensacji poślizgu - zależność prędkości obrotowej od momentu obciążającego (u nas odpowiednikiem tego momentu jest prąd twornika prądnicy obciążającej). Zdecydowanie widać spadek prędkości obrotowej silnika.

Falownik Varispeed jest złożonym urządzeniem energoelektronicznym. Główną zaletą (a zarazem funkcją) jest możliwość zmiany prędkości obrotowej silnika podłączonego do jego wyjścia (3-fazowe) poprzez zmianę częstotliwości oraz napięcia na wyjściu. Częstotliwość jest zadawana z zewnętrznego źródła.

Ma on wbudowaną pamięć EEPROM pozwalającą na zapamiętanie zadanych charakterystyk sterowania. Pozwala także na kompensację poślizgu prędkości - przydatne przy zmiennym obciążeniu silnika. Posiada on także wiele innych funkcji. Dopasowując falownik do silnika należy pamiętać o jego mocy znamionowej - musi być większa bądź równa mocy znamionowej silnika. Falownik musi zapewnić odpowiednie napięcie zasilające oraz dysponować możliwością wytworzenia prądów rozruchowych dla silnika - przeciążalnością.

---