W9-5
W9-5
Rys. 6.3. Charakterystyka mechaniczna silnika asynchronicznego dla Sk= 0,2
6.2. Metody sterowania prędkości silnika asynchronicznego
Prędkość silnika asynchronicznego można obliczyć z zależności:
gdzie: cos =
Pb
(6.17)
(6.18)
Jak wynika z zależności (6.17) prędkość silnika asynchronicznego można sterować przez:
a) zmianę prędkości synchronicznej cos, zależnej od częstotliwości* zasilania stojana fs i od ilości par biegunów pb,
b) zmianę poślizgu silnika s (należy przez to rozumieć sterowanie wpływające na zmianę poślizgu silnika, a nie jego zmianę na skutek wahań momentu obciążenia silnika). Wzrost poślizgu silnika powoduje zgodnie z zależnością (6.4) zwiększenie mocy elektrysznej Pe przekazywanej do obwodu wirnika.
6.2,1. Zmiana częstotliwości zasilania stojana
Prędkość synchroniczna silnika jest proporcjonalna do częstotliwości zasilania stojana. W celu pełnego wykorzystania silnika dąży się do stabilizacji strumienia magnetycznego silnika na wartości znamionowej, niezależnie od zmian częstotliwości. Jako źródła zasilania stosuje się przemienniki częstotliwości. Mogą one mieć charakter źródła napięciowego lub źródła prądowego. Rozpotrzmy więc w jaki sposób należy przy sterowaniu częstotliwości zmieniać napięcie zasilania stojana, lub prąd stojana, aby strumień silnika był znamionowy.
Sterowanie częstotliwościowe przy zasilaniu ze źródła napięciowego
Rys. 6.4. Schemat zastępczy typu T silnika asynchronicznego
W celu wyznaczenia zależności napięcia zasilania silnika od częstotliwości dla <J>3=const posłużymy się schematem zastępczym silnika przedstawionym na rys. 6.4. Upraszczając problem rozpatrzymy idealny bieg jałowy silnika. Stabilizacja strumienia sprowadza się do stabilizacji prądu magnesowania Im (prądu gałęzi poprzecznej schematu zastępczego). Dla idealnego biegu jałowego (s = 0 -> lr - 0), zasilając
bieżnej przechodzi przez zero z wartości dodatnich na ujemne, powodując obniżenie momentu wypadkowego. Przebieg składowych momentu rozruchowego i moment wypadkowy przedstawiono na rys. 8.3.
i
Podczas rozruchu, w zależności od mocy silnika i warunków zasilania, silnik można włączać bezpośrednio do sieci, lub podobnie jak dla silników klatkowych stosować
gwiazda - trójkąt, albo autotransformator rozruchowy.
Rys. 8.3. Moment wypadkowy i jego składowe przy rozruchu asynchronicznym silnika synchronicznego
Po osiągnięciu prędkości bliskiej synchronicznej włącza się prąd wzbudzenia i następuje synchronizacja silnika.
8,3.2. Rozruch częstotliwościowy
Przy zasilaniu silnika z przemiennika cząstotliwości stosuje się rozruch częstotliwościowy, polegający na płynnym zwiększaniu częstotliwości zasilania wzbudzonego silnika od zera do wartości ustalonej.
8.4. Hamowanie silnika synchronicznego
Podstawowym rodzajem jest hamowanie odzyskowe. Silnik synchroniczny pracuje wówczas jako prądnica synchroniczna. Przy zasianiu z sieci jest ono możliwe tylko przy prędkości synchronicznej. Przy zasilaniu silnika z przemiennika częstotliwości jest ono możliwe w całym zakresie zmian prędkości.
Przy hamowaniu dynamicznym stojan wzbudzonego silnika odłącza się od sieci i zwiera rezystancjami. Charakterystyka mechaniczna jest podobna jak dla hamowania dynamicznego prądem stałym silnika asynchronicznego. Na jej przebieg można wpływać przez zmiany prądu wzbudzenia lub rezystancji zwierających stojan.
8.5. Układy sterowania częstotliwościowego silnika synchronicznego
Układy sterowania częstotliwościowego silników synchronicznych można sklasyfikować ze względu na sposób zadawania prędkości, rodzaj zastosowanego przemiennika, przyjęta metodę sterowania.
a)
Rys. 8.4. Zewnętrzne (a) i wewnętrzne (b) zadawanie częstotliwości w napędzie z silnikiem
synchronicznym , CVW-czzuąmlc
Z uwagi na sposób zadawania częstotliwości rozróżnia się układy z zewnętrznym (w układzie’' otwartym, rys. 8.4.a) i wewnętrznym (w układzie zamkniętym, rys. 8.4.b) zadawaniem częstotliwości. Przy zadawaniu zewnętrznym częstotliwość jest zadawana z zewnątrz, niezależnie od stanu pracy silnika. Silnik zachowuje w tym przypadku wszystkie właściwości maszyny synchronicznej, tj. idealnie sztywne charakterystyki mechaniczne, możliwość wypadnięcia z synchronizmu, kołysania.
A*