Image 016

W12-5

»

kołysania. Sterowanie zewnętrzne częstotliwości można stosować dla napędów indywidualnych i gaipowych.

W układzie z wewnętrznym zadawaniem częstotliwości przełączanie prądu pomiędzy kolejnymi fazami uzwojenia stojana odbywa się w zależności od położenia wirnika ( a dokładniej tzw. wektora przestrzennego strumienia). Aby moment silnika był maksymalny, należy prądem zasilić te uzwojenia stojana, dla których kierunek przepływu wypadkowego (kierunek tzw. wektora przestrzennego prądu stojana) tworzy kąt zbliżony do prostego z kierunkiem wektora przestrzennego strumienia. Układ sterowania wewnętrznego wraz z przemiennikiem * częstotliwości pełni identyczną rolę jak komutator silnika obcowzbudnego prądu stałego. Częstotliwość zasilania silnika nie jest zadawana z zewnątrz, ale wymuszana przez sam silnik. Na przykład jeżeli na skutek wzrostu momentu obciążenia prędkość silnika maleje, to przełączanie zaworów odbywa się z mniejszą częstotliwością, podobnie jak w maszynie obcowzbudnej prądu stałego przy zmniejszeniu prędkości kolejne działki komutatora “przechodzą” z mniejszą częstotliwością pod szczotkami.

Sterowanie wewnętrzne częstotliwości nadaje więc silnikowi synchronicznemu zupełnie inne właściwości, zbliżone do tych, jakie ma maszyna obcowzbudna prądu stałego, tj. ustępliwe charakterystyki mechaniczne, brak kołysań i niewypadanie z synchronizmu.

8.5.2,    Zasady sterowania częstotliwościowego

Najlepsze wykorzystanie silnika i przemiennika częstotliwości uzyska się przy pracy silnika ze znamionowym strumieniem i współczynnikiem mocy równym jeden, tj.:

cos <p= 1.

8.5.3.    Przemienniki częstotliwości stosowane w napędach z silnikami synchronicznymi

Do zasilania silników synchronicznych można stosować identyczne rodzaje przemienników częstotliwości jak dla silników asynchronicznych. W zakresie mocy do kilkudziesięciu kW są to głównie falowniki napięcia z modulacją szerokości impulsów, dla mocy od kilkudziesięciu do kilkuset kW falowniki prądu, a dla mocy najwyższych cyklokonwertory. W napędach z silnikiem synchronicznym istnieje możliwość zewnętrznej komutacji zaworów falownika prądu przez maszynę synchroniczną pracującą z pojemnościowym współczynnikiem mocy. Układ taki nazywamy silnikiem przekształtnikowym.

W9-4

(6.12)

Według przepisów PN-63/E-06000 przeciążalność momentem silników klatkowych powinna być co najmniej 1,65 a silników pierścieniowych co najmniej 1,8. Taka przeciążalność jest potrzebna aby silnik nie utknął przy chwilowych wzrostach momentu obciążenia powyżej wartości znamionowej lub przy spadku napięcia zasilania poniżej wartości znamionowej.

Znając przeciążalność silnika oraz jego prędkość znamionową można z uproszczonego wzoru Klossa wyznaczyć wartość jego poślizgu krytycznego oraz przebieg* charakterystyki mechanicznej. Podstawiając do zależności M=Mn oraz s=Sn oblicza się wartość poślizgu krytycznego przy prący silnikowej:    -    _ ~

(6-13)

Analizując zależność (6.11) zauważamy, że dla małych poślizgów (s«Sk) charakterystykę mechaniczną silnika jest prostoliniowa i opisana równaniejn:

2M_k

s=-—s,    (6.14)

^sk

a dla dużych poślizgów (s»Sk) jest hiperbolą opisaną równaniem:

2

M = ~

s

(6.15)

Przebieg charakterystyki momentu silnika w zależności od jego poślizgu przedstawiono na rys. 6.2, a w zależności od prędkości wirowania na rys. 6.3. Prąd wirnika odniesiony do swojej wartości maksymalnej przy pominięciu rezystancji stojana także zależy tylko od poślizgu silnika zgodnie z zależnością:

(6.16)