Spoznajte osnove 3-faznega indukcijskega motorja z izmeničnim tokom in njegovega upravljanja s pomočjo SVPWM

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Nekatere prednosti, kot so poceni, robustna zasnova, manj zapletena in enostavna za vzdrževanje motorji z izmeničnim tokom, se v mnogih industrijskih operacijah izvajajo z uporabo AC pogoni kot enosmerni pogoni. AC asinhronski motor je posebna vrsta elektromotorja, ki ima svoje tipične značilnosti in zmogljivosti v smislu zagona, nadzora hitrosti, zaščite itd.

AC indukcijski motor

AC indukcijski motor



Uspešnost v širokem razponu aplikacije izdeluje trifazne indukcijske motorje 85 odstotkov nameščene zmogljivosti industrijskih pogonskih sistemov. Pogovorimo se o osnovnih informacijah o tem motorju in njegovi posebni tehniki krmiljenja SVPWM.


Trifazni indukcijski motor z izmeničnim tokom

Trifazni asinhronski motor je vrtljivi električni stroj, ki je zasnovan za delovanje na trifazni napajalnik. Ta 3-fazni motor se imenuje tudi asinhroni motor. Ti izmenični motorji so dveh vrst: veverice in drsni obročki . Načelo delovanja tega motorja temelji na proizvodnji vrtljivega magnetnega polja.



3-fazna konstrukcija indukcijskega motorja

Ti trifazni motorji so sestavljeni iz statorja in rotorja in med katerimi ne obstaja nobena električna povezava. Ti statorji in rotorji so izdelani z uporabo materialov z visoko magnetnim jedrom, da se zmanjša histereza in izgube vrtinčnih tokov.

3-fazna konstrukcija indukcijskega motorja

3-fazna konstrukcija indukcijskega motorja

Okvir statorja je mogoče izdelati iz litega železa, aluminija ali valjanega jekla. Okvir statorja zagotavlja potrebno mehansko zaščito in oporo za laminirano jedro statorja, navitja in druge naprave za prezračevanje. Stator je ranjen s trifaznimi navitji, ki se med seboj prekrivajo pri 120-stopinjskem faznem premiku, nameščenem v reže. Šest koncev treh navitij je izvlečenih in priključenih na priključno omarico, tako da jih naviti s trifaznim glavnim napajanjem.

Ta navitja so iz bakrene žice, izolirane z lakom, nameščenim v izolirane reže. Pri vseh delovnih temperaturah ostane ta impregniran lak tog. Ta navitja imajo visoko izolacijsko odpornost in visoko odpornost na slano atmosfero, vlago, alkalne hlape, olje, maščobe itd. Katero koli ustreza napetostni ravni, so ta navitja povezana v obeh zvezda ali delta povezave .


Indukcijski motor z veverico v kletki

Indukcijski motor z veverico v kletki

Rotor trifaznega indukcijskega motorja z izmeničnim tokom je drugačen za asinhronske motorje z drsnimi obročki in veverico. Rotor v obliki drsnih obročev je sestavljen iz težkih aluminijastih ali bakrenih palic, priklenjenih na obeh koncih valjastega rotorja. Gred asinhronskega motorja je na obeh koncih podprta z dvema ležajema, da se zagotovi prosto vrtenje znotraj statorja in zmanjša trenje. Sestavljen je iz sklada jeklenih laminatov, enakomerno razporejenih rež, ki so prebiti po njegovem obodu, v katere so nameščene neizolirane težke aluminijaste ali bakrene palice.

Rotor drsnega obroča je sestavljen iz trifaznih navitij, ki so na enem koncu notranje zvezdasti, drugi konci pa so pripeljani navzven in povezani z drsnimi obroči, nameščenimi na gredi rotorja. In za razvijanje navora z visokim zagonom so ta navitja s pomočjo ogljikovih ščetk povezana z reostatom. Ta zunanji upor ali reostat se uporablja samo v začetnem obdobju. Ko motor doseže normalno hitrost, se krtače kratko spojijo, rotor navitja pa deluje kot rotor veverice.

Načelo delovanja 3-faznega asinhronskega motorja

Načelo delovanja 3-faznega asinhronskega motorja

Načelo delovanja 3-faznega asinhronskega motorja

  • Ko se motor vzbudi s trifaznim napajanjem, trifazno navitje statorja ustvari vrteče se magnetno polje s 120 premiki s konstantno velikostjo, ki se vrti s sinhrono hitrostjo. To spreminjajoče se magnetno polje prereže vodnike rotorja in v njih inducira tok po principu Faradayevih zakonov elektromagnetne indukcije. Ko so ti vodniki rotorja kratki, tok začne teči skozi te vodnike.
  • V prisotnosti magnetnega polja statorja so nameščeni vodniki rotorja, zato v skladu z Lorenzovim principom sile na vodnik rotorja deluje mehanska sila. Tako vsi vodniki rotorja delujejo kot sila, torej vsota mehanskih sil ustvarja navor v rotorju, ki ga nagiba k premikanju v isti smeri vrtečega se magnetnega polja.
  • Vrtenje tega vodnika rotorja je mogoče razložiti tudi z Lenzovim zakonom, ki pravi, da inducirani tokovi v rotorju nasprotujejo vzroku za njegovo nastajanje, tu je to nasprotovanje vrteče se magnetno polje. Rezultat tega je, da se rotor začne vrteti v isti smeri kot magnetno polje statorja. Če je hitrost rotorja večja od hitrosti statorja, potem v rotorju ne bo induciran tok, ker je razlog za vrtenje rotorja relativna hitrost magnetnega polja rotorja in statorja. Ta razlika statorja in polja rotorja se imenuje zdrs. Tako 3-fazni motor zaradi te relativne razlike v hitrosti med statorjem in rotorji imenujemo asinhroni stroj.
  • Kot smo razpravljali zgoraj, relativna hitrost med statorskim poljem in vodniki rotorja povzroči, da rotor vrti v določeno smer. Zato mora biti hitrost rotorja Nr za vrtenje vrtljajev vedno manjša od hitrosti statorskega polja Ns, razlika med tema dvema parametroma pa je odvisna od obremenitve motorja.

Razlika v hitrosti ali zdrsu izmeničnega asinhronskega motorja je podana kot

  • Ko stator miruje, je Nr = 0, tako da zdrs postane 1 ali 100%.
  • Ko je Nr pri sinhroni hitrosti, zdrs postane nič, zato motor nikoli ne deluje s sinhrono hitrostjo.
  • Drs v 3-faznem asinhronskem motorju z bremena na polno obremenitev je približno 0,1% do 3%, zato se asinhronski motorji imenujejo motorji s konstantno hitrostjo.

SVPWM krmiljenje 3-faznega asinhronskega motorja

Najpogosteje se za krmiljenje asinhronskih motorjev uporabljajo pogoni na osnovi pretvornika PWM. V primerjavi s pogoni s fiksno frekvenco so ti Nadzor potopov s PWM tako velikost napetosti kot frekvenca toka kot tudi napetost, ki deluje na asinhronski motor. S spreminjanjem signalov PWM, ki se uporabljajo na vratih stikal za vklop, se spreminja tudi količina energije, ki jo oddajajo ti pogoni, tako da se doseže trifazni nadzor hitrosti asinhronega motorja.

SVPWM krmiljenje 3-faznega asinhronskega motorja podjetja Edgefxkits.com

SVPWM krmiljenje 3-faznega asinhronskega motorja podjetja Edgefxkits.com

Številne sheme modulacije impulzne širine (PWM) se uporabljajo za nadzor trifaznih motornih pogonov. Toda najpogosteje se uporabljata sinusni PWM (SPWM) in vesoljski vektor PWM (SVPWM). V primerjavi s SPWM nadzor SVPWM daje višjo stopnjo osnovne napetosti in zmanjšano vsebnost harmonike. Tu smo podali praktično izvedbo tega nadzora SVPWM z uporabo 8051 mikrokrmilniki .

V spodnjem vezju se za doseganje treh izhodnih napetosti, ki so odvisne od enosmerne napetosti vodila, uporablja tristopenjski pretvornik napetosti. Enofazna napajalna napetost je popravljena za napajanje enosmernega tokokroga tako v vezje mikrokrmilnika kot v vezja pretvornika.8051 Mikrokrmilnik je programiran za izdelavo signalov SVPWM, ki se oddajo v vhodno vezje IC.

Blok diagram SVPWM krmiljenja 3-faznega indukcijskega motorja podjetja Edgefxkits.com

Blok diagram SVPWM krmiljenja 3-faznega indukcijskega motorja podjetja Edgefxkits.com

Pretvorniško vezje obsega šest MOSFET-jev za izdelavo spremenljivega trifaznega napajanja, pri čemer sta za vsako fazo razporejena dva MOSFET-a. Vrata MOSFET-a so priključena na IC gonilnika vrat. Po prejemu PWM signalov od stikal gonilnika vrat mikrokrmilnika MOSFET-ji tako da nastane spremenljiva izhodna napetost. Zato se ta spremenljivka AC s spremembo napetosti in frekvence spreminja hitrost motorja .

To so osnovne informacije o izmeničnem asinhronskem motorju s konstrukcijo in delovanjem. Poleg tega ima tehnika SVPWM za nadzor hitrosti motorja številne prednosti kot druge tehnike PWM, kot smo videli zgoraj. Če dvomite o mikrokontroler za programiranje za uporabo tehnike SVPWM v njem nas lahko kontaktirate s komentarjem spodaj.

Zasluge za fotografije: