12. DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY 2-FAZOWEGO SILNIKA INDUKCJNEGO W UKŁADZIE OSI NIERUCHOMYCH STOJANA abs:
· ZASTOSOWANIE KONCEPCJI MODELU SPRZĘŻENIA TRANSFORMATOROWEGO I ELEKTROMECHANICZNEGO DO TWORZENIA SCHEMATU ZASTĘPCZEGO;
· DOKONAĆ INTERPRETACJI FIZYCZNEJ ELEMENTÓW I PARAMETRÓW OBWODOWYCH SCHEMATU;
· OPISAĆ METODY WYZNACZANIA WARTOŚCI PARAMETRÓW OBWODOWYCH SCHEMATU (PRÓBY BJEGU JAŁOWEGO I ZWARCIA, SZACOWANIE Z DANYCH KATALOGOWYCH).
· DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY SILNIKA INDUKCJNEGO
RYS. 10. DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY DWUFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO W UKŁADZIE OSI NIERUCHOMYCH STOJANA abs
Można złożyć taki model ze schematów zastępczych z trafo, dołączyć 2 maszyny prądu stałego. okonać operacji jakby unieruchomienia wirnika.
Wyznaczanie parametrów:
· próba biegu jałowego - L magnesowania
· próba zwarcia - rezystancja i L rozproszenia
Z danych katalogowych: In, przeciążalność momentem, moment rozruchowy.
Patrz także rys. 6 pyt.9 i rys.8 pyt.10.
13. OPISAĆ METODĘ REDUKCJI (PRZEKSZTAŁCENIA) DYNAMICZNEGO SCHEMATU ZASTĘPCZEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO W STATYCZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY.
14. MOMENT ELEKTROMAGNETYCZNY, GENEROWANY W MASZYNIE INDUKCYJNEJ, ZAPISANY ILOCZYNEM WEKTOROWYM MA NASTĘPUJĄCĄ POSTAĆ:
WYKAZAĆ, ŻE W STANIE USTALONYM KĄT b = 90O CZYLI, ŻE
- strumień w SEM
Prąd jest w fazie ze spadkiem napięcia (zmienia się wg. cosinusa) więc kąt między Iar i lar jest prosty.
15. WYKAZAĆ, ŻE W STANIE USTALONYM 2-FAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO SŁUSZNE SĄ NASTĘPUJĄCE ZALEŻNOŚĆ:
· RÓWNANIE MOMENTU ELEKTROMAGNETYCZNEGO W FUNKCJI WIELKOŚCI OSIOWYCH (FAZOWYCH) WIRNIKA MA POSTAĆ:
·
· RÓWNANIE STRUMIENIA SPRZĘŻONEGO Z UZWOJENIEM W OSI ars WIRNIKA MA POSTAĆ:
· RÓWNANIE MOMENTU ELEKTROMAGNETYCZNEGO, W FUNKCJI WIELKOŚCI OSIOWYCH (FAZOWYCH) WIRNIKA MA POSTAĆ:
16. ZASTOSOWANIE PROGRAMU PSPICE DO SYMULACJI DYNAMIKI SILNIKA INDUKCYJNEGO (SI):
· ZAłOŻENIA, SCHEMAT ZASTĘPCZNY SI JAKO PODSTAWA PISANIA PROGRAMU;
· PODSTAWOWE ELEMENTY OBWODOWE I FUNKCJE WYKORZYSTANE PRZY PISANIU PROGRAMU (PLIKU WEJŚCIOWEGO);
· SYMULACJA ROZRUCHU BEZPOŚREDNIEGO.
Założenia:
- Eliminację zmiennego sprzężenia magnetycznego uzwojeń stojana i wrnika, będącego funkcją kąta położenia wirnika qr , uzyskano przez zastąpienie fizycznego uzwojenia wirnika uzwojeniem "jakby nieruchomym", tzn. uzwojeniem sztywno związanym z układem osi as-bs stojana, lub osiami a-b(skrótowo oznaczonych abS lub abS).
- Wpływ zmiennych magnetycznych na zachowanie maszyny, tzn. sprzężonego strumienia magnesującego lms oraz lmr , modeluje indukcyjność magnesowania Lms uzwojenia stojana, a strumieni rozproszenia lls oraz l'lr modelują indukcyjności rozproszenia uzwojenia stojana Lls oraz uzwojenia wirnika L'lr.
- Zmienne sprzężenia transformatorowego w silniku, tzn. SEM transformacji, modelują pochodne strumieni sprzężonych
- Zmienne sprzężenia elektromechanicznego, tzn. SEM rotacji i moment elektromagnetyczny, modelują odpowiednie napięcia sterowane,
W modelu obwodowym równania ruchu przyjęto następujące analogie:
· napięcie - moment obrotowy (Te , TL ),
· prąd - prędkość kątowa wr ,
· indukcyjność - moment bezwładności J,
· rezystancja - współczynnik tarcia Bm .
Rys. 4. Analog elektryczny dwufazowego silnika indukcyjnego w układzie osi nieruchomych stojana abs dla sformułowania pliku wejściowego PSPICE'a
17. ROZRUCH BEZPOŚREDNI SILNIKA INDUKCYJNEGO (SI): NASZKICOWAĆ I DOKONAĆ INTERPRETACJI FIZYCZNEJ PRZEBIEGÓW CZASOWYCH PRĄDU, MOMENTU ELEKTROMAGNETYCZNEGO I PRĘDKOŚCI KĄTOWEJ.
Rys.5. Wyniki analizy .TRAN: Rozruch bezpośredni trójfazowego silnika indukcyjnego — charakterystyki w dziedzinie czasu: napięcia stojana, prądu stojana
Rys.9. Wyniki analizy .TRAN: Rozruch bezpośredni trójfazowego silnika indukcyjnego — charakterystyki w dziedzinie czasu: momentu elektromagnetycznego oraz mechanicznej prędkości kątowej
18. DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY SILNIKA PRĄDU STAŁEGO:
· ZASTOSOWANIE KONCEPCJI MODELU SPRZĘŻENIA ELEKTROMECHANICZNEGO DO TWORZENIA SCHEMATU ZASTĘPCZEGO;
· DOKONAĆ INTERPRETACJI FIZYCZNEJ ELEMENTÓW I PARAMETRÓW OBWODOWYCH SCHEMATU.
*MASZYNY (SILNIKI) PRĄDU STAŁEGO
MODEL OBWODOWY — DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY
PRZYJĘTO STRZAŁKOWANIE WG KONWENCJI SILNIKOWEJ (ODBIORNIKOWEJ)
PRZYJĘTE OZNACZENIA MODELU:
1.Zmienne modelu
ua- napięcie twornika uf- napięcie wzbudzenia
ia- prąd twornika if- prąd wzbudzenia
ea- sem rotacji Te- moment elektromagnetyczny (wewnętrzny)
wrm- prędkość kątowa (mechaniczna) wirnika TL- moment obciążenia (zewnętrzny)
2.Parametry modelu
ra- rezystancja obwodu twornika rf- rezystancja obwodu wzbudzenia
Laa- indukcyjność obwodu twornika Lff- indukcyjność obwodu wzbudzenia
Gaf- indukcyjność rotacji (sprzężenia elektromechanicznego) J - moment bezwładności
Bm- współczynnik tarcia lepkiego
BAZA BUDOWY MODELU MASZYNY:
RÓWNANIA RÓWNOWAGI DYNAMICZNEJ DLA WZORCOWEGO SPRZĘŻENIA ELEKTROMECHNICZNEGO
· RÓWNANIA OBOWDU WZBUDZENIA
(1)
· RÓWNANIA OBWODU TWORNIKA
(2)
gdzie, sem rotacji (3)
· RÓWNANIA UKŁADU (OBWODU) MECHANICZNEGO
(4)
gdzie, moment elektromagnetyczny (5)
19. ZREDUKOWANY DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY (ANALOG RLC) SILNIKA PRĄDU STAŁEGO (if = const):
· REDUKCJA ANALOGU ELEKTRYCZNEGO (OBWODU) UKŁADU MECHANICZNEGO DO OBWODU TWORNIKA;
· STAŁE CZASOWE SILNIKA (ANALOGU RLC);
· WARUNKI STABILNOŚCI PRZEBIEGÓW CZASOWYCH WIELKOŚCI ELEKTROMECHANICZNYCH SILNIKA.
*MASZYNY (SILNIKI) PRĄDU STAŁEGO (if = const)
MODEL OBWODOWY — ZREDUKOWANY DYNAMICZNY SCHEMAT ZASTĘPCZY— ANALOG RLC
Redukcja analogu elektrycznego (obwodu) układu mechanicznego do obwodu twornika
Założenie if = const
(1) (2)
...
piogielda