3. SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK A hgyomáyos szikro motorokt reszerit gy teljesítméyű (P> kw) álló forultszámú hjtásokál lklmzzák, pl. szivttyúk, ugttyús kompresszorok, mlmok hjtásiál. Az ármiráyítós szikro motoros hjtássl forultszám szbályozást, álló yomtékkl törtéő iítást is megvlósítk. Az álló mágeses szikrogépek fő lklmzási területe szerszámgépek és robotok szervohjtásib v. A szikro geerátorokt erőművi vgy segéüzemi illetve trtlék forrásokb villmos eergi termelésre hszáják. A szikro gép állórésze áltláb 3 fázisú, forgórésze hegeres (álló légrésű) vgy kiálló pólusú (változó légrésű). C C B A B A A A B B C C ) b) ) Hegeres forgórészű és b) kiálló pólusú szikro gép vázlt A szikro gép műköése Az állórész áltl létrehozott forgó mágeses tér pólusreszerével kpcsolóik forgórész gerjesztő tekercse (vgy forgórészre rögzített álló máges) áltl létrehozott pólusreszer. A hálóztról táplált szikro gép egyetle forultszámo z állórész mező forultszámávl megegyező ú. szikro forultszámo üzemképes. A szikro gép felépítése B C A A C B Négypólusú szikro gép metszetvázlti - -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások Az iító/csillpító klick elhelyezése pólussrub Függőleges tegelyű hirogeerátor állórésze Függőleges tegelyű kiálló pólusú hirogeerátor forgórésze -- 8
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK Hegeres forgórészű szikro gép A szikro gép állórészéek feszültség egyelete Állórész feszültségegyelete, vektorábr Re (álló) Re (forgó) α- α k α k α * = e j αk m (álló) Az állórész változók trszformálás forgó kooriát reszerbe R jx s jx jw jw m p = jw p A szikro gép helyettesítő vázlt jx s jx jw ir jw p m j i m p s = L s = L A szikro gép vektorábráj - 3 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 jx jx ' p p j A szikro gép egyszerűsített helyettesítő vázlt és vektorábráj P P mx motor -π -π/ π/ π geerátor -P mx A szikro gép teljesítméy - terhelési szög jelleggörbéje t g g motor -π -π/ π/ π geerátor A gerjesztő árm változttás htás sttikus mukpotr - 4 -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK p jx s jx p jx s jx p p p p j j j = = ) b) c) Végtele hálóztr kpcsolt szikro gép üresjárási vektorábráj ) = p, b) lulgerjesztett, c) túlgerjesztett R jx s jx p R jx s jw jx jw p m R jx s jx jw p m jw j p j p s j p ) b) c) Végtele hálóztr kpcsolt szikro motor vektorábráj ) cos= eseté, b) lulgerjesztett, c) túlgerjesztett állpotb - 5 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 p jx jx s R jx p jx s R jw jw m p jx jx s R jw jw m j p j p j p ) b) c) Végtele hálóztr kpcsolt szikro geerátor vektorábráj ) cos= eseté, b) lulgerjesztett, c) túlgerjesztett állpotb meő teljesítméy leás (kpcitív fogysztó) meő teljesítméy felvétel (iuktív fogysztó) p htásos teljesítméy felvétel ( motor) p jx j g g g3 jx htásos teljesítméy leás ( geerátor) Hegeres forgórészű szikrogép árm vektor-igrmj - 6 -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK Állórész árm és htásfok gerjesztõárm függvéyébe Sychroous otor, Power Fctor, Copyright 4 Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/archive/sycotors.pf A szikro gép sttikus stbilitás Lssú terhelés vgy gerjesztés változás eseté. s mx t s. π/ π A sttikus stbilitás illusztrálás Az -el jelölt mukpotb yomték = t, szögsebesség w=w, terhelési szög =. w t = mxsi = = = Θ. t H terhelési szög vlmilye ok mitt -vl megváltozik (ő), motor yomték szité változik, -el megő: w t = = Θ >, t - 7 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 vgyis w>w, gyorsulás következtébe terhelési szög csökkei fog, motor közelít z ereeti mukpothoz, mi eek lpjá sttikus stbilis. Az -vel jelölt mukpotb yomték = t, szögsebesség w=w, terhelési szög =. w t = mxsi = = = Θ. t H terhelési szög vlmilye ok mitt -vl megváltozik (ő), motor yomték szité változik, -el csökke: w - t = = Θ <, t vgyis w<w, lssulás következtébe terhelési szög tovább fog ői, motor távoloik z ereeti mukpottól, mi eek lpjá sttikus lbilis. Ezekből vizsgáltokból zt következtetést lehet levoi, hogy szikro gép sttikus kkor stbilis, h és előjele zoos: >, A = s háyost szikroozó yomtékk evezik. ivel s = mx cos, s >, h <9. A ststikus stbilitási trtlékr λ= mx háyos, z ú. túlterhetőség jellemző. t Áktláos célú mtorokál évleges mukpotb szokásos értéke λ=,6, miből si = és =38,7. 6, A szikro gép imikus stbilitás Hirtele fellépő, gy változásokál. Állósult üresjárásb (=, =) t gyságú terheléslökés jut motor tegelyére (t=). iig, míg < és < t, =- t <, ez mozgásegyelet szerit lssulást jelet, w t =, vgyis (w<w ). t Θ A t=t iőpotb =, = t, = és w =, ebbe pilltb v w miimum, w=w mi <w. A t iőpotot kívetőe forgórész lemrás tovább ő, e már t =- t > mellett, motor gyorsul, így w>w mi. A terhelési szögek t=t iőpotb v mximum = mx, mikor szögsebesség eléri w=w szikro értéket, mivel = w w. Ekkor > t, =- t >, mi t további gyorsulást jelet. A terhelési szög w>w mellett csökkei kez. Ameyibe terhelési szög meghlj értéket, úgy < t és < lesz, w csökke, tovább ő, gép kiesik szikroizmusból. A stbilitás feltétele tehát: mx <. - 8 -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK w.5.8 t.6.4 w..5.5.5 mx.95 5 5 5.5 t.8 t.5.6.4..5 t 5 5 5 5 5 5 t t A terheléslökés htás állósult üresjárásb t Számítás kietiki eergi állóság lpjá. A << trtomáyb forgórész lssul, kietiki eergi csökke, mig << mx trtomáyb forgórész gyorsul, kietiki eergi ő. w A = Θ, A Θ w w w w = = Θ = Θ = t t A kietiki eergi A csökkeése: A =. A kietiki eergi A övekeése: mx A =. A stbilitás feltétele kietiki eergi változtlság: A A =. ivel =π- és t = mx si, ( mx si mx si) mx[ cos si] A = = = [( cos ) si ] = mx π π ( mx si mx si) mx[ cos si] A = = = - 9 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 [( ) ( π ) ] ( ) ( ) = mx cos cos si [ π ] A A = mx cos si cos si = cos =(π- )si, miből mx =46,44. Vgyis tmx = mx si =,75 mx..5 A A A.5 -.5 - -.5-46,44 5 5 A A imikus stbilitás htárához trtozó terhelési szög A kiálló pólusú szikrogép A kiálló pólusú gépél és q iráyb eltérő mágeses vezetőképesség, iráyfüggő, fluxust és q iráyú összetevőkre botjuk. = α q -t Θ illetve i hozz létre (Φ =Θ Λ ), q -t Θ q illetve i q (Φ q =Θ q Λ q ), így teljes rmtúr fluxus áltl iukált feszültség jw α = jx jqx Az állórész feszültség egyelete ( ) ( ) = R j X j X j X q q s q q p A - és q-iráyú szikro rektci X =X s X X q =X s X q X > X q Az ohmos feszültségesés elhygolásávl = j X j X q q q p = q Célszerű z egyeleteket forgórészhez rögzített -q kooriát reszerbe vizsgáli, komplex vlós iráyt -tegely, képzetest peig q-tegely iráyáb válsztv egy túlgerjesztett motor vektorábráj - -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK j q p j q X q j X q p Az ábr lpjá q = j és q q = si j cos A feszültség egyelet vetületi lkji: vlós (-iráyú) összetevők -si = - q X q, ebből q = si X A kiálló pólusú szikrogép vektorábráj q képzetes (q-iráyú) összetevők p cos = - X p, ebből = cos X X p q = j = j e e = j q cos si X X X X X X j q q q = e j X X q = e j X X q e j X Xq e j X q X j j p j j e e X p X p q (X > X q ) Vissztérés hálózti feszültséghez rögzített kooriátákhoz, z árm vektor egyelete q π j A kooriát trszformáció szemléltetése - -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 = q e j π π π j j j j e e = e e = j = j X X j e X X j q q jx origó, terheléstől függetle. sugár, gerjesztéstől függetle p e j. sugár, szimmetriától függetle j i p p jx e j j e j Xq X j Xq X A kiálló pólusú szikrogép árm vektor-igrmj A teljesítméy és yomték számítás {} P = 3 Re p Re{} = si si Xq X X 3 p 3 P = si X Xq X si pp 3p p 3p = = si w wx w Xq X si - -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK kiálló pólusú hegeres forgórészű reluktci 3 A kiálló pólusú szikrogép yomték-terhelési szög görbéje Szikro gépek gerjesztése Szikro geerátor gerjesztése külsõ tápforrásról Geertor Voltge Regultio, Excittio ethos, Copyright 4. Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/notebook4.htm Gerjesztés külsõ tápforrásról Geertor Voltge Regultio, Geertor Compoets, - 3 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 Copyright 4 Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/notebook4.htm Szikro geerátor gerjesztése forgóióás átlkítóról Geertor Voltge Regultio, Excittio ethos, Copyright 4. Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/notebook4.htm Szikro motor gerjesztése egyeármú gerjesztõgéprõl Sychroous otor, Brush-Type Excittio Systems, Copyright 4. Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/archive/sycotors.pf - 4 -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK Gerjesztés külsõ tápforrásról Geertor Voltge Regultio, Geertor Compoets, Copyright 4 Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/notebook4.htm Szikro motor gerjesztése forgóióás átlkítóról Sychroous otor, Brushless Exciters, Copyright 4. Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/archive/sycotors.pf Gerjesztés forgóióás átlkítóról - 5 -
VA435 Átlkító kpcsolások és villmos hjtások 8 Szikro motor gerjesztése forgóióás átlkítóról Sychroous otor, Sychroizig Priciple, Copyright 4. Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/archive/sycotors.pf Gerjesztés forgóióás átlkítóról Geertor Voltge Regultio, Geertor Compoets, Copyright 4 Kilowtt Clssroom, LLC. http://www.kilowttclssroom.com/notebook4.htm - 6 -
Villmos hjtások SZNKRON OTOROS HAJTÁSOK A viszoylgos (reltív) egységek hszált váltkozó ármú gépekél Alpmeyiségek: Névleges értékek:, - fázis évleges mplituó, ( Prk-vektor bszolut értéke) w - szikro szögsebesség Szármzttott meyiségek: = w - mplituó P = 3-3 fázisú,, csúcsérték, ez mie teljesítméy (P, Q, S) viszoyítási lpj P p P p 3 3 = = = = w w w w m m Z = L Z = = = w w A évleges teljesítméy reltív egységbe: 3 P cosη ' P = = = cosη P ' P 3 < p P ' w p P ' cosφη = = = P = w S w w ' < ( S = w w w w = ) w A évleges tápláláshoz trtozó évleges iítási iő: wm w m w Ti = Θ Θ = Θ p A mozgásegyelet: w t =Θ m t ' t ' ' Θ w w w Θ w Θw w = t = = = w = wt p t w w p t p wt i ' w wt - 7 -