Cunoașteți elementele de bază ale motorului cu inducție alternativă trifazată și controlul acestuia folosind SVPWM

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Unele dintre avantaje, cum ar fi costul redus, designul robust, mai puțin complex și motorul de curent alternativ ușor de întreținut, are ca rezultat multe operațiuni industriale, se realizează cu utilizarea Unități de curent alternativ decât unitățile DC. Motorul cu inducție de curent alternativ este un tip special de motor electric care are propriile sale caracteristici și performanțe tipice în ceea ce privește pornirea, controlul vitezei, protecțiile etc.

Motor de inducție AC

Motor de inducție AC



Performanța pe o gamă largă de aplicațiile realizează motoare cu inducție trifazate reprezintă 85% din capacitatea instalată a sistemelor de conducere industrială. Să discutăm despre informații de bază despre acest motor și despre tehnica sa specială de control SVPWM.


Motor cu inducție alternativă trifazat

Motorul cu inducție trifazat de curent alternativ este o mașină electrică rotativă care este proiectată să funcționeze pe o sursă de alimentare trifazată. Acest motor trifazat este numit și ca motor asincron. Aceste motoare de curent alternativ sunt de două tipuri: motoare cu inducție tip veveriță și inel de alunecare . Principiul de funcționare al acestui motor se bazează pe producerea unui câmp magnetic rotativ.



Construcția motorului cu inducție în 3 faze

Aceste motoare trifazate constau dintr-un stator și un rotor și între care nu există o conexiune electrică. Aceste stator și rotoare sunt construite cu utilizarea materialelor cu miez magnetic pentru a reduce histerezisul și pierderile de curent turbionar.

Construcția motorului cu inducție în 3 faze

Construcția motorului cu inducție în 3 faze

Rama statorului poate fi construită folosind fontă, aluminiu sau oțel laminat. Cadrul statorului asigură protecția și suportul mecanic necesar pentru miezul laminat al statorului, înfășurările și alte aranjamente pentru ventilație. Statorul este înfășurat cu înfășurări trifazate care se suprapun unele cu altele la o schimbare de fază de 120 de grade montată în laminări cu fante. Cele șase capete ale celor trei înfășurări sunt scoase și conectate la cutia de borne, astfel încât aceste înfășurări să fie excitate de alimentarea principală trifazată.

Aceste înfășurări sunt din sârmă de cupru izolate cu lac montat în laminări cu fante izolate. La toate temperaturile de lucru, acest lac impregnat rămâne rigid. Aceste înfășurări au o rezistență ridicată la izolație și o rezistență ridicată la atmosfera salină, umezeală, vapori alcalini, ulei și grăsime, etc. Indiferent de nivelul de tensiune, aceste înfășurări sunt conectate fie conexiuni stea sau delta .


Motor cu inducție în cușcă de veveriță

Motor cu inducție în cușcă de veveriță

Rotorul motorului cu inducție trifazat de curent alternativ este diferit pentru motoarele cu inel de alunecare și cu cușcă de veveriță. Rotorul de tip inel de alunecare este format din bare grele de aluminiu sau cupru scurtcircuitate la ambele capete ale rotorului cilindric. Arborele motorului de inducție este sprijinit pe doi rulmenți la fiecare capăt pentru a asigura o rotație liberă în interiorul statorului și pentru a reduce frecarea. Se compune dintr-un teanc de laminări de oțel fante distanțate uniform, care sunt perforate în jurul circumferinței sale, în care sunt plasate bare de aluminiu sau cupru grele neizolate.

Un rotor de tip inel de alunecare constă din înfășurări trifazate care sunt stelate intern la un capăt, iar celelalte capete sunt aduse în exterior și conectate la inelele de alunecare montate pe arborele rotorului. Și pentru a dezvolta un cuplu de pornire ridicat, aceste înfășurări sunt conectate la reostat cu ajutorul periilor de carbon. Acest rezistor extern sau reostat este utilizat numai în perioada de pornire. Odată ce motorul atinge viteza normală, periile sunt scurtcircuitate, iar rotorul înfășurat funcționează ca un rotor în cușcă de veveriță.

Principiul de funcționare al motorului cu inducție trifazat

Principiul de funcționare al motorului cu inducție trifazat

Principiul de funcționare al motorului cu inducție trifazat

  • Când motorul este excitat cu o alimentare trifazată, înfășurarea trifazată a statorului produce un câmp magnetic rotativ cu 120 de deplasări la o magnitudine constantă care se rotește la viteză sincronă. Acest câmp magnetic în schimbare taie conductorii rotorului și induce un curent în ele în conformitate cu principiul legilor Faraday de inducție electromagnetică. Deoarece acești conductori de rotor sunt scurtcircuitați, curentul începe să curgă prin acești conductori.
  • În prezența câmpului magnetic al statorului, sunt plasate conductoare de rotor și, prin urmare, conform principiului forței Lorenz, o forță mecanică acționează asupra conductorului rotorului. Astfel, toate forțele conductoarelor rotorului, adică suma forțelor mecanice produc un cuplu în rotor care tinde să-l deplaseze în aceeași direcție a câmpului magnetic rotativ.
  • Rotația acestui conductor de rotor poate fi explicată și de legea lui Lenz care spune că curenții induși în rotor se opun cauzei producției sale, aici această opoziție este câmpul magnetic rotativ. Acest rezultat, rotorul începe să se rotească în aceeași direcție cu câmpul magnetic rotitor al statorului. Dacă viteza rotorului este mai mare decât viteza statorului, atunci nu va induce curent în rotor, deoarece motivul rotației rotorului este viteza relativă a câmpurilor magnetice ale rotorului și statorului. Acest stator și diferența de câmp a rotorului se numesc alunecare. Astfel, un motor trifazat se numește mașină asincronă datorită acestei diferențe relative de viteză între stator și rotoare.
  • După cum am discutat mai sus, viteza relativă dintre câmpul statorului și conductorii rotorului determină rotirea rotorului într-o anumită direcție. Prin urmare, pentru producerea rotației, viteza rotorului Nr trebuie să fie întotdeauna mai mică decât viteza câmpului statorului Ns, iar diferența dintre acești doi parametri depinde de sarcina motorului.

Diferența de viteză sau alunecarea motorului cu inducție de curent alternativ este dată ca

  • Când statorul este staționar, Nr = 0, astfel încât alunecarea devine 1 sau 100%.
  • Când Nr este la viteză sincronă, alunecarea devine zero, astfel încât motorul să nu funcționeze niciodată la viteza sincronă.
  • Alunecarea motorului cu inducție trifazată de la sarcină completă la sarcină completă este de aproximativ 0,1% până la 3% de aceea motoarele cu inducție sunt numite motoare cu turație constantă.

Control SVPWM al motorului cu inducție 3 faze

Cel mai frecvent pentru controlul motoarelor cu inducție, se utilizează acționări pe bază de invertor PWM. În comparație cu unitățile de frecvență fixă, acestea Controlul scufundărilor PWM atât amploarea tensiunii și frecvența curentului, cât și tensiunea aplicată motorului cu inducție. Prin schimbarea semnalelor PWM aplicate porților comutatorului de alimentare, cantitatea de energie livrată de aceste unități este, de asemenea, variată, astfel încât controlul trifazat al vitezei motorului cu inducție este atins.

Controlul SVPWM al motorului cu inducție trifazată de Edgefxkits.com

Controlul SVPWM al motorului cu inducție trifazată de Edgefxkits.com

Un număr de scheme de modulare a lățimii impulsurilor (PWM) sunt utilizate pentru controlul acționărilor motorului trifazate. Dar se utilizează cel mai mult SW PWM (SPWM) și vectorul spațial PWM (SVPWM). În comparație cu SPWM, controlul SVPWM oferă un nivel mai ridicat de tensiune fundamentală și conținut redus de armonici. Aici am dat o implementare practică a acestui control SVPWM folosind 8051 microcontrolere .

În circuitul de mai jos, un invertor de tensiune pe trei niveluri este utilizat pentru obținerea a trei tensiuni de ieșire, în funcție de tensiunea magistralei DC. Alimentarea monofazată este rectificată pentru a furniza energie de curent continuu atât circuitului microcontrolerului, cât și circuitelor invertorului. 8051 Microcontrolerul este programat pentru a produce semnale SVPWM care sunt date IC-ului driverului de poartă.

Diagrama bloc a controlului SVPWM al motorului cu inducție trifazată de Edgefxkits.com

Diagrama bloc a controlului SVPWM al motorului cu inducție trifazată de Edgefxkits.com

Circuitul invertorului cuprinde șase MOSFET-uri pentru a produce o alimentare variabilă trifazată, pentru fiecare fază sunt implementate două MOSFET-uri. Aceste porți MOSFET sunt conectate la driverul IC de poartă. La primirea semnalelor PWM de la comutatoarele driverului de poartă ale microcontrolerului MOSFET-urile astfel încât să se producă tensiunea variabilă de ieșire AC. Prin urmare, această variabilă AC cu o modificare a tensiunii și a frecvenței variază viteza motorului .

Acestea sunt informații de bază despre motorul cu inducție de curent alternativ cu principiul de construcție și funcționare. În plus, tehnica SVPWM de control al vitezei motorului are multe avantaje decât alte tehnici PWM așa cum am văzut mai sus. Dacă aveți îndoieli microcontrolerul de programare pentru implementarea tehnicii SVPWM în ea, ne puteți contacta comentând mai jos.

Credite foto:

  • Motor de inducție AC de wikimedia
  • Construcția motorului cu inducție 3 faze de design electronic
  • Inel de alunecare și motoare cu inducție în cușcă de veveriță de tpub
  • Principiul de funcționare a motorului cu inducție trifazat de blogspot