P1080281

7. Napędy robotów przemysłowych

-    wirniki silników prądu przemiennego mają mniejszy moment bezwładności, przez co można uzyskać większe przyspieszenie podczas rozruchu i hamowania przy tym samym momencie napędowym silnika,

-    w silnikach prądu przemiennego straty energii występują przede wszystkim w stojanie, skąd łatwo odprowadzić ciepło w sposób naturalny lub przez chłodzenie obce, w wyniku czego silniki mogą mieć prostszą konstrukcję i mniejsze rozmiary.

Prędkość obrotową wirnika silnika asynchronicznego opisuje zależność

w=——(1—^ ¹ V    (7.10|

P

a silnika synchronicznego

(7.11)

60/ n=-——

P

Natomiast moment obrotowy asynchronicznego silnika klatkowego w warunkach ustalonych jest opisany równaniem

M=3p

Ul

(2 nf)²L

1

s s_k

(7.12)

Sk S

gdzie: p - liczba par biegunów silnika,/- częstotliwość napięcia zasilającego, s - poślizg wirnika, s_k - krytyczny poślizg wirnika, |fc - wartość skuteczna napięcia fazowego, L - indukcyjność obwodu stojana.

Z zależności (7.10) wynika, że bezstopniową regulację prędkości obrotowej wirnika w napędach AC uzyskuje się przez zmianę częstotliwości/napięcia zasilającego. Z zależności (7.11) wynika natomiast, że silnik o dużym zakresie zmian prędkości obrotowej (dużej częstotliwości zasilania), wymaga zasilania z układu umożliwiającego uzyskanie jednocześnie zmian amplitudy napięcia fazowego. W celu zapewnienia pracy silnika ze stałym strumieniem wzbudzenia (stałym dopuszczalnym momentem odciążenia) należy wraz ze zmianą częstotliwości zasilania dokonywać odpowiedniej korekcji amplitudy napięcia zasilającego wg zależności

= const

(7.13)

Silnik prądu przemiennego o regulowanej prędkości obrotowej jest członem wykonawczym zespołu sterująco-napędowego (rys. 7.21), w skład którego wchodzą: prostownik przekształcający trójfazowy prąd przemienny na prąd stały, przemiennik częstotliwości i zespół generowania trójfazowego prądu (falow-208 nik) zasilającego silnik oraz odpowiednie układy sterowania i regulacji.

Rysunek 7.1    ^____

Podstawowy schemat blokowy układu serwonapędowego prądu przemiennego z silnikiem prądu przemiennego

W układzie pokazanym na rys. 7.19 trójfazowe napięcie z sieci jest prostowaneprzez sześciodiodowy prostownik i zasila falownik pracujący niezależnie od sieci. Trójfazowe sinusoidalne napięcie zasilające silnik jest kształtowane (rys. 7.20) jako średnia wartość z modulowanych szerokościowo impulsów sterujących w ten sposób, iż od częstotliwości generowanych impulsów zależy częstotliwość prądu, od ich szerokości zaś (czasu trwania) - wartość skuteczna napięcia wyjściowego.

Omawiany falownik jest typu PWM (ang. pulse width modulation), gdzie napięcie wyjściowe ma postać ciągu impulsów unipolarnych lub bipolarnych