4. ASZINKRON MOTOROS HAJTÁSOK A villamos hajtások 2/3 része aszinkron motoros hajtás. Az aszinkron motorok elterjedésének

Átírás

1 4. AZNKON OTOO HAJTÁOK A villaos hajtások /3 észe aszinkon otoos hajtás. Az aszinkon otook eltejedésének okai: - közvetlenül csatlakoztathatók háo fázisú táphálózata, ne igényelnek külön tápfoást (int a szinkon gép gejesztése), vagy az áane átalakítását (int az egyenáaú gép), - felépítése (így gyátása is) egyszeű, ezét viszonylag olcsó, - súlya és tehetetlenségi nyoatéka kicsi, ne kíván különleges kabantatást. Ne szabályozott hajtásokban gyakolatilag csak aszinkon otookat használnak. A szabályozott hajtásokban észaányuk növekszik a á a váosi közlekedésben és a vasúti vontatásban is egtalálhatók köszönhetően a félvezetős inveteek tejedésének. A soozatban gyátott 3 fázisú aszinkon otook teljesítény tatoánya pá száz W-tól pá W-ig tejed. A otook többségét 400 V és 660 V névleges feszültsége készítik, a nagyobb teljesítényűeket 000 V, 3000 V és 6000 V feszültsége. A 3 fázisú aszinkon gép felépítése Az állóészen 3 fázisú tekecsendsze van, ait 3 fázisú enegiafoásól táplálnak. A fogóészen áaköileg zát 3 fázisú tekecsendsze kialakítása lehet fázisonként tekecselt, vagy kalickás. A tekecselt fogóész csillag kapcsolású, a szabad tekecsvégek - csúszógyűűhöz csatlakoznak, a övidzáást ezeken keesztül valósítják eg. Csúszógyűűs fogóészeknél biztosítani kell, hogy a pólusszá egegyezzen az állóész pólusszáával, kalickás fogóészeknél ez autoatikusan kialakul. állóész fogóész Háofázisú, négypólusú csúszógyűűs aszinkon oto

2 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Aszinkon oto tekecselt fogóésze A kalickás fogóész honyaiba vagy úd-vezetőket helyeznek, aiket áhegesztett gyűűkkel zának, vagy a udazást aluíniu ötvözet öntvényből alakítják ki a záógyűűkkel és ventilláto lapátokkal együtt. a) b) Kalickás fogóész a) udazott b) öntött (vasag nélkül) Öntött kalickás fogóész

3 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Nagy aszinkon gép fogóésze Kalicka- és gyűűáaok eloszlása a keület entén Nagy aszinkon gép állóésze 3

4 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Nagy aszinkon gép etszetajza Zát házkialakítású kis aszinkon oto 4

5 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Kis aszinkon oto álló- és fogóész vastestének leezajza Az aszinkon gép űködési elve φ ( ) i l B v v ező F l B A ező és a vezető viszonylagos ozgásako keletkező indukált feszültség és eőhatás Az állóész tekecselés által létehozott fogó ező feszültséget indukál a fogóész vezetőkben, aennyiben a fogóész szögsebessége elté az állóész ező f π echanikai szinkon szögsebességétől (a fogóész n fodulatszáa az p 60 f állóész ező n szinkon fodulatszáától). A fogóészben indukálódó feszültség fekvenciája aányos a viszonylagos szögsebesség (fodulatszá) különb- p séggel ( - )-el, illetve (n - n)-el: n n f f f. n A viszonylagos szögsebesség különbséget (viszonylagos fodulatszá különbséget) szlipnek nevezik, ai a villaos szögsebességekkel és a fodulatszáokkal is kifejezhető: n n. n Ezzel f f, a fogóész indukált feszültségének fekvenciája a tápfekvencia szlipszeese. A fogóészben indukálódó feszültség a zát áaköben f fekvenciájú áaot hoz léte. Ez a 3 fázisú áa egy olyan fogó ezőt létesít, ainek szögsebessége a fogóészhez képest πf f π. p p p 5

6 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Tehát álló koodináta endszeben a fogóész fogó ezőjének szögsebessége:, egegyezik az állóész által létehozott ező szögsebességével, az álló- és fogóész tekecsendszee által létehozott ágneses pólusendsze echanikai szögsebessége egyaánt (villaos sögsebessége ). 0 ellenáaú otoos geneátoos A szlip és a szögsebesség összefüggése Az áakiszoítás hatása Az f fogóész fekvencia szliptől (fodulatszától, szögsebességtől) való függését figyelebe véve a kalickás fogóészek konstukciós kialakításával egvalósítható, egtevezhető a fogóészköi ellenállás szlipfüggése. a) b) Hoonyba helyezett áaot vivő vezető ágneses tee Kalickás fogóész tipikus hoonyalakja a) kétkalickás b) élyhonyú Az áakiszoítás jelensége iatt a hoonyban lévő vezetőkön belüli áaeloszlás fogóész fekvencia-függő. A jelenséget az agyaázza, hogy a vezető egyes észeivel, étegeivel kapcsolódó fluxus ennek következtében az l ψ önindukciós tényező és a z ( πf i l ) ipedancia is változik a hoonyszájtól való h távolsággal. A tekecselés fekvencia-függésének növelése édekében kétkalickás és a élyhonyú fogóészt alkalaznak. 6

7 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Az áakiszoítás hatása legegyszeűbben a kétkalickás fogóésznél szeléltethető. A hoonyszáj közelében lévő (felső) kalicka endszeint kisebb keesztetszetű, nagyobb fajlagos ellenállású anyagból (pl. ságaézből) készül, íg az alsó nagyobb keesztetszetű, kisebb ellenállású (pl. vööséz). ndításko () a fogóész áa fekvenciája egegyezik a tápfekvenciával, ilyenko az áa főleg a nagyobb ohos ellenállású (kisebb eaktanciájú) kalickában folyik, íg a névleges unkapont könyezetében ( 0,03-0,05) a két kalicka ohos ellenállása közötti aány hatáozza eg az áaeloszlást. lyen ódon valósítható eg konstukciós eszközökkel, hogy indításko nagyobb, névleges fodulatszáon kisebb legyen a hatásos fogóészköi ellenállás. J J h h f f f 0 Áasűűség eloszlás a kétkalickás fogóész vezetőiben élyhonyú fogóésznél a jelenség és hatása hasonló, de a J áasűűség eloszlás változása folyaatos a hoonyszájtól való h távolság függvényében. J f f f 0 h Áasűűség eloszlás a élyhonyú fogóész vezetőjében Az aszinkon gép alapegyenletei Az egyenletek a gép felépítése és áaköei alapján könnyen felíhatók. Az állóész feszültség egyenlete állóészhez ögzített koodináta endszeben az alábbiak szeint alakulnak, a Pak-vektoos alakhoz a fázisegyenletek definíció szeinti szozásával és összeadásáva jutunk: 7

8 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 u i d a a a 3 u i d b b b 3 a u i d c c c a 3 u i d a b c a ua d a ia ib ic a állóész ua d a a ia ib ic fogóész a Áaköi vázlat A fogóész feszültség egyenlete fogóészhez ögzített koodináta endszeben: d a ua ia 3 d b ub ib 3 a d c uc ic a 3 d u 0 i ivel ua u b u c. Az állóész változóinak tanszfoálása közös koodináta endszebe Ha pl. az állóész áa Pak-vektoa álló koodináta endszeben: i ie jα, egy fogó ( ) közös koodináta endszeben (csillaggal jelölve): i * j α xk jxk ie ie. 8

9 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK e (állóész) e (fogóész) e (közös) x i * ie jx k i α-x k x k α (állóész) Az állóész változók tanszfoálása a közös koodináta endszebe Az állóész ennyiség álló koodináta endszeben a közös koodináta endszebeli vektoal felíva: i i e jx k * A fogóész változóinak tanszfoálása a közös koodináta endszebe j Ha pl. a fogóész áa Pak-vektoa fogó koodináta endszeben: i ie α, ( ) a közös fogó koodináta endszeben (csillaggal jelölve): [ ] ( ) i * j α xk x j xk x ie ie i * i e ( x) jx k e (fogóész) e (közös) α -(x k -x) x e (állóész) x k i α (állóész) A fogóész változók tanszfoálása a közös koodináta endszebe A fogóész ennyiség fogóész koodináta endszeben a közös koodináta endszebeli vektoal felíva: i * i e ( x) Az állóész feszültség egyenlete a közös koodináta endszeben felít változókkal: ( ) * * * d * * d * ue ie e i e e j e * * * d * u i j k jx jx jx jx jx jx k k k k k k k A fogóész feszültség egyenlete a közös koodináta endszeben felít változókkal: u e ( x) j( x x) j( x x) j x k * j( x x) j( x x) d ( ) dx ( x * j x x k ) ( e ) ie e j e d ie * j xk * k * k * k k k dx 9

10 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 u d * 0 i j k * * * ( ) Az aszinkon gép alapegyenletei (közös koodináta endszeben, csillagozás nélkül): d u i j k d u 0 i j ( k ) A közös koodináta endsze szögsebességének egválasztása a) Állóész aszietia (pl. félvezetős táplálás) esetén indokolt: k 0 álló koodináta endsze. d u i d u 0 i j b) Fogóész aszietia (pl. félvezető kapcsolás, egyenáaú gejesztés esetén): k fogóészhez ögzített koodináta endsze. d u i j d u 0 i c) zietikus esetben célszeű: k szinkon szögsebességgel fogó koodináta endsze. d u i j d u 0 i j ( ) Állandósult állapotban d d 0 és 0, így j, ha 0, j ( ) 0 j j. Ez utóbbi egyenletből adódóan j, 0 vagyis állandósult állapotban a otoáa vektoa eőleges a otofluxus vektoának iányáa. Az állóész fluxus felbontása főezőe és szót fluxusa s és s, 0

11 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK ahol s i s, s i s. Állandósult állapotban d d 0, 0, így a feszültség egyenletek j j j k k s k ( ) 0 ( ) ( ) 0 j j j k k s k k választással: X s s és X s s jx s j jx s 0 j( ) s j( ) jx j jx s s és a és fluxus által indukált feszültség. N ivel N Φ, N Φ és a, N N N a, ezzel ( ) jx 0 s a Az álló- és a fogóész áaköi vázlata j j. a a a jx s jx s j a 0 Az aszinkon gép álló- és fogóészének áaköi vázlata állandósult állapota A fogóész feszültség egyenletét az szlippel osztva egszűnik a fekvencia különbség jx 0 s. a Az álló és a fogóész áaköi helyettesítő vázlata akko kapcsolható össze, ha az indukált feszültségek egegyeznek, ait az a enetszá áttétellel való koekció (állóésze való edukálás) útján éünk el. ivel a teljesítény, a veszteség és a viszonylagos feszültségesések változatlanságát is biztosítani kell, vesszővel jelölve a edukált ennyiségeket a a ja X 0 s a a 0 jx s.,

12 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 A továbbiakban a edukált ennyiségek vesszőzését ellőzve az egyesített Pakvektoos helyettesítő áaköi vázlat állandósult állapota: jx s jx s j jx ψ j ψ 0 Az aszinkon gép egyesített áaköi vázlata állandósult állapota Az áaköi vázlat alapján is felajzolható az aszinkon gép vektoábája: jx s j X s ϕ j s s Az aszinkon gép vektoábája A fluxus egyenletek pillanatétékeke is évényes alakja: ψ ψs ψ i i ψ ψ ψ i i i i i s ψ itt s az állóész teljes induktivitása, s a fogóész teljes induktivitása.

13 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK s i i s i A fluxusegyenetek helyettesítő áaköi vázlata Tanziens eaktanciák és időállandók s s s s Álló- és fogóész tanziens eaktancia a helyettesítő áaköi vázlaton s s s s s s ( ) s ( ) s σ, σ. Az egyes induktivitásokkal száítható időállandók: üesjáási tanziens időállandó állóész T T fogóész T 0 T Az aszinkon oto teljesítényei, veszteségei és nyoatéka 3 P fel PCu PFe Pl P P P P 3 3 l Cu ech já PCu 3 3 PCu Pl PFe 3 3 P ( ) P v ech Pteng Psúl l P P P P ( ) p P l l l l légésnyoaték 3

14 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 p 3 Teljesítények és veszteségek a helyettesítő áakö alapján Az összes veszteség százalékában A felvett teljesítény százalékában állóész tekecsveszteség 40% 6,% fogóész tekecsveszteség 5% 3,6% vasveszteség 0% 3,0% súlódási és ventilációs veszteség 5% 0,7% jáulékos veszteségek 0%,4% összes veszteség 00% 4,8% Egy 3 fázisú, 4 pólusú, 5 HP teljesítényű, η0,85 hatásfokú oto tipikus enegiaés veszteségi viszonyai A jáulékos veszteségek kivételével a teljesítények és a veszteségek azonosíthatóak a helyettesítő áaköben is. légésteljesítény felvett villaos teljesítény leadott echanikai teljesítény állóész ézveszteség állóész vasveszteség fogóész ézveszteség súlódási veszteség Az aszinkon oto teljesítényei és veszteségei a helyettesítő vázlat közelítésével Az előző helyettesítő áaköben a vasveszteség, a jáulékos veszteségek (pl. a felhaonikusok által okozott veszteségek) valaint a súlódási és ventilációs veszteség ne jelenik eg. A közülük legjelentősebb vasveszteséget külön ellenállással lehet figyelebe venni az áthidaló ágban. 4

15 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Vasveszteség figyelebevétele jx s jx s v g 0 v jx Az állóész vasveszteségét figyelebe vevő áaköi vázlat A légés teljesítény veszteségi- és tengelyteljesítény (leadott teljesítény) észét a fogóészköi ellenállás egosztásával lehet szétválasztani: felvett villaos teljesítény légés teljesítény leadotttt echanikai teljesítény jx s jx s v g v jx állóész tekecsveszteség állóész vasveszteség fogóész tekecsveszteség Áaköi vázlat osztott fogóész ellenállással, teljesítények és veszteségek Az aszinkon gép állandósult állapoti nyoatéka A légésteljesítényből: 3 3 p A helyettesítő vázlat alapján a fogóész áa: az állóész áa: ( X ) j X jx, s 5

16 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 jx s jx jx s j( X Xs). A fogóész áa Pak-vektoa, behelyettesítve az állóész áa képletét, kisebb átalakítások után: jx jx jx j( X X s s) jxs j( X Xs) jxs ( ) jx X jx jx s s jxs jxs jx s jx s jx. jxs jxs jxs jx jxs X s σ közelítéssel: jx X σ X s j jx s σ X s j Xs σ σ σ σ és σ X s X s X s X s σ X X s X s XsX X X s XsX X s X σ jx X közelítéssel: A oto nyoatéka: 3 6

17 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK 3 X ( σ ) ( σ ) 3 p X Az összefüggésből egállaptható, hogy - a nyoaték aányos a tápfeszültség négyzetével, - áll. esetén a nyoaték állandó, - ha nagy - ha kicsi kicsi, ezét asziptota nagy szlipnél, nagy, ezét asziptota kis szlipnél. Az aszinkon gép statikus () jelleggöbéje A nyoték-szlip göbe a jellező étékekkel: 7

18 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 b i bg - 0 b bg Az aszinkon gép nyoaték-szlip jelleggöbéje itt b a otoos üzei axiális (billnő) nyoaték, bg a geneáto üzei axiális (billnő) nyoaték, b a otoos, bg a geneáto üzei billnő szlip, i az álló állapothoz tatozó indítónyoaték. A echanikai jelleggöbét gyakan - koodináta endszeben ábázolják. bg i b Az aszinkon gép szögsebesség-nyoaték jelleggöbéje A axiális (billenő) nyoaték száítása: A nyoatéknak a szlip függvényében szélső étékei vannak b ( b ). d d 0 3 p ( σ) X X 8

19 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK A szélső étékek helye a száláló zéus étékénél: X 0 X 0 X 0 X 0 ( ) X 0 b ± X b >0 otoos, b <0 féküzei billenő szlip. b aányos -el. A billenő nyoaték nagyságát a billenő szlip étékének behelyettesítésével kapjuk: b 3 p ± X ( σ) ± X X X 3 p ± X ( σ) X ± X 3 p ( σ ) ± X ( otoos, - féküzeben) A billenő nyoaték eősen függ a tápfeszültségtől, de független a fogóész ellenállástól. A otoos- és féküzei billenő nyoaték ne egyfoa, aányuk: itt ε. X b bg X X X X ε ε 9

20 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások t b A tápfeszültség változtatás hatása a szlipe A billenő szlip eősen függ a fogóész kö ellenállásától, de függtlen a tápfeszültségtől. b t0 t t k k bg t b A külső ellenállás hatása a echanikai jelleggöbée Példa: a) 0,05; X 0,5; ε0,099 0, 09, 08, b bg, b) 0,; X 0,5; ε0,96 0, 08, 067, b bg, növelésével nő az aszietia. A nyoatéknak a billenő nyoatékhoz viszonyított aánya: 0

21 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK b X ± X ( ) X ± X b X X Ezt az aányt legeltejeebb foában a Kloss képlet fejezi ki: b ε ± b ε b ± b ( otoos, - féküzeben) Az aszinkon gép áa-unkadiagaja, (áa Pak-vekto diagaja, ködiagaja) áll., f áll. táplálásnál Az egyszeűsítés édekében az áthidaló ágat a táplálási ponthoz áthelyezve g áll. étéket kapunk, ai egyben áll.-t jelent. jx s jxs v g áll. 0 v jx Az aszinkon gép egyszeűsített áaköi vázlata ( áll.) A ódosított áakö szeint az állóész áa Pak-vektoa: v jx v jx v jx jx A képlet egy kö egyenletét adja a koplex síkon. v jxs jxs jxs jxs

22 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 otoos Q n ~ j P n ϕ 0 n 0,0-0,05 ellenáaú g geneátoos Az aszinkon gép ködiagaja Vetületek és etszékek a ködiagaon: Pfel 3 cosϕ ϕ90 esetén P fel 0 P 3 l P l 0, ha 0 (ha, 0), vagy ha (et akko 0). ( ) 3 P ( ) Pl P 0, ha 0 (ha 0) vagy ha. ( ) P P l Pl ( ) 0, ha P l 0 (0 vagy ). 3 PCu Pl P Cu 0, ha P l 0 (0 vagy ). P 3 Cu P Cu 0, ha P fel 0, ha ϕ90.

23 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK otoos ~ Q P ϕ b b P ech P Cu P ech 0 ellenáaú P l 0, 0, P Cu 0 j g 0 P Cu P fel 0, P Cu 0 bg bg geneátoos Teljesítények, veszteségek és nyoatékok az aszinkon gép ködiagaján A unkapontok változása az aszinkon oto indításako A fekvencia változtatás hatása az aszinkon gép echanikai jelleggöbéjée A válozó fekenciájú tápfeszültséget általában félvezetős egoldással, itkán fogógépes egoldással biztosítják. nvetees táplálásnál a feszültség- és az áa alakok eltéhetnek a szinusztól. A továbbiakban csak az alaphaonikusokkal (pl. ) száolunk. A feszültség-inveteeknél leggyakabban alkalazott vezélő algoitusok: a) /f áll. a kapocsfeszültség alaphaonikus és a fekvencia hányadosa állandó, b) /f áll. áll., az állóész fluxus alaphaonikusa állandó, c) /f áll. áll., a fogóész fluxus alaphaonikusa állandó. 3

24 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 jx s jx s jx áll. áll. f áll. f áll. f áll. A fekvencia változtatás néhány vezélési ódja Az aszinkon gép nyoatéka állandósult állapotban, /f áll. esetén Példa: Viszonylagos egységekkel: a), f 50 Hz (f ) 0,03, X 003, 0,, ε 048,, ε 0, , 003, 0, b bg ε 48, b) 0,, f 0 Hz (f 0,) 0.03, X 0./50,04, ε X 003, 003, 004, X 06,, b ε 04, 05, bg ε 6, A tápfekvencia csökkentésével nő a geneátoos és csökken a otoos üzei billenő nyoaték, ezáltal jelentősen csökken a tehelhetőség alacsony fodulatszáon. f 50 Hz f 0 Hz A echanikai jelleggöbe változása /f áll. esetén 4

25 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Aszinkon gép állandó állóész fluxusú táplálása ( áll.) áll. f Az állóész ellenállás ögötti feszültség ψ áll., ez úgy tágyalható, intha 0 lenne. Ún. kopenzációnál az aktuális kapocsfeszültség étéket úgy kapják, hogy ψ -hez hozzáadják az ellenálláson eső feszültséget. kaláis és vektoos változata használatos. ϕ } cosϕ ϕ } ( sinϕ) j k 0 koodináta endszeben: Az kopenzáció vektoos egoldása j A nyoaték: b 3 p ( s) X b ± ± X X 3 p s ± X ( ) ( s) 3 ± p X, itt e X 0 5

26 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 A Kloss képlet: b ± b b b bg A otoos- és a féküzei billanő nyoaték egegyezik, a () jelleggöbe alakja független a tápfekvenciától, páhuzaos eltolással adódik. f 50 Hz f 0 Hz A echanikai jelleggöbe változása /f áll. esetén Áa-vektodiaga 0 esetén 0, esetén induktív, indkét esetben ψ-vel fázisban van. jx s jxs v g áll. 0 v jx Az aszinkon gép egyszeűsített áaköi vázlata ( áll., áll.) v jx v jx v jx jx v elhanyagolásával az áa vektodiagaja: v jx s jx s jx s jx s 6

27 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK otoos b P ech P ech0 ellenáaú ϕ P Cu j g 0 áll., P l 0, 0, P Cu 0 bg geneátoos Az aszinkon gép ködiagaja állandó állóész fluxusú táplálásnál Aszinkon gép állandó fogóész fluxusú táplálása ( áll.) áll. f k koodináta endsze választással 0 j( ) ( ) -j ( ) 3 p p 3 3 ( ) 3 p 3 p ( ) p ( ) 7

28 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 f 50 Hz f 0 Hz A echanikai jelleggöbe változása /f áll. esetén Áa-vektodiaga j j 0 Ha a valós tengely iányába utat, [ ] ( ) ( ) jt ( ) α, ψ α α az áa fluxusképző koponense. ( ) T β 0 P p P l l 3 p 3 p ψ s 8

29 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK j β j T 0 ( ) 0 áll. α otoos geneátoos Az aszinkon gép áa-vektodiagaja állandó fogóész fluxusú táplálásnál s s s s 3 p p 3 β β az áa nyoatékképző koponense. ezőoientált szabályozás áll. táplálásnál az ézékelés és a beavatkozás k 0, a szabályozás k koodináta endszeben töténik. Az átszáításhoz koodináta tanszfoációa van szükség. fogó koodináta endsze választással: s α ρ i α x x α-β x-y 0 jy y i i β jβ Átszáítás az álló (x-y) és a szinkon fogó (α-β) koodináta endszeben felít ennyiségek között 9

30 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 i i e x y α β jρ jρ iα β ix ye (i x ji y )(cosρ-jsinρ) i x cosρi y sinρj(-i x sinρi y cosρ) i α i x cosρi y sinρ i β -i x sinρi y cosρ Közelítés: k i i i i d i 0 j ( ) 0 i j d ( ) i T d j T 0 0 ( ) ha áll. d 0 i i ji α β iα i α az áa fluxus képző koponense. T 0 i ( ) β az áa nyoaték képző koponense, ivel i i i β iβ. i i i A fogóész fluxus eghatáozás (állóész fluxusból töténő) közvetlen ódszee k 0 ( ) u i 0 A fogóész fluxus száítása: i i i i i i 30

31 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK ebből i i i, aiből i ( i) x ( x i x ) i x i a i a i b i c 0 ib ic ia ib y ( y i y ) iy 3 3 x y x cosρ y sinρ cosρ x, sin ρ y i x i y cosρ sinρ x y x y * * x y x y i y 3 u y 3 i x i a i b u x u a u b u c A fogóész fluxus száító egység blokkvázlata k u i d j u i d di j ji áll. u i di α * α α 0 0 i β uα i β u i di β β β 0 i u * i α β α A vetületi feszültség egyenletek között keesztbe csatolás van. u i di * α α α u i di * β β β 3

32 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 n n n ezőgyengítés a névleges fekvencia feletti tatoányban / e a a i βa u β * Y / i β Y iy u βa u αa cosϕ e jρ sinϕ u xa u ya f/3f u aa u ba u ca Z NV / i α i β e jρ i x i y záító egység i a i b u a u b u c i β A a Y i α i αa u α * Y iα u αa ezőoientált szabályozás közvetlen fluxus száítással A fogóész fluxus eghatáozás (állóész áaból töténő) közvetett ódszee k d d i j ( ) i j ( ) 0 d i i i j T d i j T 0 0 T 0 d iα apace tanszfoált alakja ( ) ( ) 3

33 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK i α ( st ) 0 i α ( st ) 0 iα st 0 A fogóész fluxus száítása T iβ ρ ( ) 0 T0 iβ T 0 i β sinρ cosρ sin cos ρ s st 0 - T 0 i α i β cosρ e jρ i x i y sinρ A fogóész fluxus száító egység blokkvázlata e a a iβ a Y iαa e jρ i xa i ya f/3f i aa i ba i ca i b i a NV cosρ sinρ Y / i a a záító egység i b i c A ezőoientált szabályozás közvetett fluxus száítással 33

34 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Aszinkon gép állandó állóész áaú táplálása (áll., f áll.) jx jx jx s jx jx 3 p X X A billenő nyoatékhoz tatozó szlip: X d p d X 3 0 X b ± X 3 p X ± X 3 p X 3 b ± ± p XX X X X X b b X b b << b, b << b, b f( ), b f( ), telítésfüggő. A fluxus szlipfüggése k 0 j ( ) ( )( ) [ ( ) ] ( ) 0 j 0 j j j ( ) ( ) j j j ( ) ( ) j j jt jt 0 ( ) ( ) ( ) ( ) jt jt 0 34

35 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK T T 0 ha, (0) ha ±, T T 0 ( ) jt ha 0, () jt 0 0-nál a fogóész áa nulla, a teljes áa átfolyik a ágnesező ágon, ezét a gép telítődik. j geneátoos bg 0 ellenáaú b T T 0 otoos Az aszinkon gép fluxus-vektodiagaja állandó áaú táplálásnál Az aszinkon oto indítása csúszógyűűs otonál: fogóészköi ellenállás változtatással f, ha állandó, a helyettesítő áakö változatlan. Kalickás otonál: - kivitel (élyhonyú, kétkalickás), - Y/ átkapcsolás (állóész feszültség változtatása), - tanszfoátoos (állóész feszültség változtatása), - fojtótekecses (állóész feszültség változtatása), - előtétellenállásos (állóész feszültség változtatása). 35

36 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Az aszinkon oto indítási és fékezési veszteségei A fogóészköi ézveszteség: P Cu P l, a veszteségi enegia Q P P Cu l P l d Θ t Θ, aiből d t, ( ), ebből Q d d Θ ds ds Θ Ha t 0, Θ Q Θ ds t ( ) t és d d Ha 0, -, így Q Q ndításnál, 0, így Q ellenáaú fékezésnél Q 3Q i evezálásnál Q 4Q i i Θ Aszinkon gépek fodulatszá változtatása p p ( ) πf ( ) p - szlip változtatása ( változtatása, változtatása, kaszkád kapcsolások) - p változtatása (Dahlande kapcsolások) - f változtatása (invetees táplálás).) A szlip változtatása a) változtatása 36

37 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK t0 t t k k bg t b A külső ellenállás hatása a echanikai jelleggöbée i jx s jx s i u u i i jx ui u i u 0 Az aszinkon gép egyesített áaköi vázlata áll. esetén állandó és fodítva, áll. esetén növelésével ugyanolyan aányban nő a szlip. ivel a fogóészköi tekecsveszteség P Cu P l, e veszteség is nő, de a többlet a otoon kívül képződik. A fogóészköi ellenállás változtatásako se az b billenőnyoaték, se a szinkon szögsbesség ne változik. zabályozási egoldások: echanikus, elektonikus A unkapontok változása az aszinkon oto indításako 37

38 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 A sz f A fogóészköi ellenállás változtatása egyenáaú szaggatóval T P P sz P k b Ellenállás változtatással átfogható - tatoány b) változtatása Tanszfoáto, indukciós szabályozó, előtét ellenállás, előtét fojtó. Csak az antiduktoos egoldás teje el. Feszültség változtatásnál változik az b billenőnyoaték, ne változik az b billenőszlip és a szinkon szögsbesség. A tiisztoos szaggató növeli az állóész áa fázisszögét, hasonló hatású, int az előtét induktivitás, ezét csökken az b billenőszlip, et X nő. A B C Vezélőegység A A lágyindító beendezés vázlata 38

39 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK Tehelhetőség: A névleges fogóészköi tekecsveszteség P Cun n P ln n n. A szlip növeléseko nő a tekecsveszteség, a többlet a otoon belül képződik. Ezét csökkenteni kell a nyoatékot. A névleges fogóészköi tekecsveszteséghez tatozó egengedhető nyoaték: n eg n A feszültség változtatásos üzee a otookat növelt fogóész ellenállással készítik, így nagyobb n és a egengedhető nyoaték is. P Cun eg () n n ( ) eg n b Feszültség változtatással átfogható - tatoány Alkalazás: szellőzők, kopesszook (~ ), lágyindítás, enegiatakaékos üze. c) Kaszkád kapcsolások Veszteségnetes egoldás a fogóész kö veszteségeinek hasznosítása évén. A csúszógyűűke kényszeített feszültség hatáozza eg a szlipet. A fogóészköi (ún. hátsó) beendezések lehetnek fogógépek és áaiányítók..) A pólusszá változtatása (Dahlande kapcsolás) (. Dahlande svéd énök, ) Általában : aányt alkalaznak. Az egy fázishoz tatozó tekecseket egosztják (pl. két féltekecse) és a gejesztés eloszlását változtatják eg az azonos fázishoz tatozó féltekecsek áaiányának egváltoztatásával. Több kivezetése van szükség, et pl. két féltekecs esetén a kapocstáblán a középponthoz is hozzá kell féni. A féltekecse a kapcsolástól függően vagy a fázisfeszültség, vagy a vonali feszültség fele jut. 39

40 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 v f f Egy fázis tekecsének ágneses tee pólusátkapcsolásnál T T p4 t v 3 f p8 t f páhuzaos Y soos Háofázisú állóész tekecsek átkapcsolása É D É D v Egy fázis tekecsének p4 kapcsolása 40

41 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK É D É D É D É f Egy fázis tekecsének p8 kapcsolása t 3 f p4 / p8 t f Pólusátkapcsolós aszinkon gép echanikai jelleggöbéi Pólusátkapcsolásos indításnál a fogóészkö felfutás alatti vesztesége kisebb, int pólusátkapcsolás nélkül. ndítási veszteségek:. szakasz p8 Q Θ Θ 8, ivel, 0. szakasz p4 Q Θ Θ 05., ivel 0,5, 0 8 A teljes indítási veszteség: Q Q Q Θ 4 3.) Tápfekvencia változtatása A gyakolatban csak inveteel töténik. 4

42 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 Aszinkon gépek fékezése.) Geneátoos fékezés.) Ellenáaú fékezés 3.) Egyenáaú (dinaikus) féküze Csúszógyűűs otooknál alkalazzák. A 3 fázisú állóész két fázistekecsét egyenáaal táplálják. g Θ g 3Θ g g g Θ g Egyenáaú (dinaikus) fékkapcsolás Az eedő gejesztésvekto nagysága: Θ 3Θ 3 c. g g g Háofázisú táplálásnál az eedő gejesztés: 3 3 ) ) Θ g Θ f c f, ivel f. Így az egyenétékű egyenáaú gejesztőáa 3 ) 3 ) ) ) c f 3c g g f 0, 866 f, 47 f, eff f g,55g 3 A fogóész áa fekvenciája: pech πf pech pech f f f f πf π π ha f 0 ényegében állandó áaú táplálásól van szó, így a billenő szlip b b ± ±, ebből, ivel 0 b ±, X a billenő nyoaték b ± 3 ) p f. A Kloss képlet egfelelő alakja, így. b b b b b b A fékezési veszteség közel egegyezik az indítási veszteséggel: Θ Θ. 4

43 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK növelt fogóész ellenállással övidezát csúszógyűűvel zögsebesség-nyoaték jelleggöbe dinaikus féküzeben Az egyenáaú féküze jellezői: egyszeű egoldás, félvezetős táplálásnál könnyen egvalósítható, - álló állapotban 0, - b kicsi, 4.) Egyfázisú (ieens) féküze Csúszógyűűs otooknál alkalazzák. A 3 fázisú állóész tekecseit egyfázisól táplálják. T u v u a u b u c Egyfázisú (ieens) fékkapcsolás Zéus soendű áa ne folyhat (i a i b i c 0), ezét u a u b u c 0, a zéus soendű feszültség is nulla. uv ua ub ua uc, ebből ub uc ua uv. u v vonali feszültség, u v v cos t. Ha ua ub uc 0, akko ua ub uc ub ua uv, aiből ua uv és ub uv. 3 3 Az állóész feszültség Pak-vektoa 3 3 u u ua ua u u j u u j u u v v v v v v v v v 43

44 VA4035 Átalakító kapcsolások és villaos hajtások 008 u v cos t 3 e ivel cos t, két, egyással szeben fogó ező alakul ki. jt jt j t j t, u ( ve ve ) e (Háofázisú noál üzeben 3 v u e j t. 3 Az 3 -szees feszültségaplitúdó -szoos nyoatékot ad a névleges feszültségű 3 3 fázisú tápláláshoz képest. A pozitív soendű tápláláshoz ( nyoatékhoz) tatozó szlip a negatív soendnél ( - nyoatéknál) (-) szlipet jelent, így [ ( ) ( ) ] 3 fázisú táplálás övidezát csúszógyűűvel névleges táplálás - Az egyfázisú táplálásnál kialakuló nyoatékok névleges fogóész ellenállásnál Fékező (V. negyedbeli) nyoaték csak a fogóészköi ellenállás egnövelésével hozható léte. Az egyfázisú féküze jellezői: - egyszeű egoldás, félvezetős táplálásnál könnyen egvalósítható, - álló állapotban 0, - b kicsi, - a negatív soend iatt nagy, - enegetikailag ossz egoldás. 44

45 Villaos hajtások AZNKON OTOO HAJTÁOK fázisú táplálás növelt fogóész ellenállással névleges táplálás - Az egyfázisú táplálásnál kialakuló nyoatékok növelt fogóész ellenállásnál 45