Sterowanie częstotliwościowe

Ćwiczenie nr 8
Nazwisko imię .......................................................
Klasa
.......................................................
Data wykonania ćwiczenia .....................................
Data oddania sprawozdania .....................................
Ocena ........................................
TEMAT:
Sterowanie silnikiem indukcyjnym 3-fazowym klatkowym z sieci 1-fazowej za
pomocą falownika częstotliwości .
CEL ĆWICZENIA
Poznanie:
poznanie częstotliwościowej regulacji obrotów. wyznaczenie charakterystyki silnika
indukcyjnego, poznanie metody hamowania za pomocą prądów wirowych.
1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE
Wiadomości dotyczące silnika indukcujnego klatkowego zamieszczone są w instrukcji do
ćwiczenia 7.
Dodatkowo.
Prędkość obrotową – n silnika zależy od prędkości wirowania pola magnetycznego.
Można ją zmienić poprzez:
 zmianę liczby biegunów – p ( stojan ma oddzielne uzwojenia o różnych liczbach biegunówjest to regulacja skokowa na z 3000 na 1500 ob./min)
 zmianę częstotliwości napięcia zasilania – f1
 zmianę poślizgu - s ( możliwa tylko w silnikach pierścieniowych poprzez podłączenie
rezystorów do obwodu wirnika, jest to regulacja płynna )
Sterowanie częstotliwościowe ( wykorzystane w ćwiczeniu)
Do tego sterowania wykorzystuje się przemienniki częstotliwości, które przekształcają prąd z sieci
50 Hz w prąd o regulowanej częstotliwości i napięciu.
Najczęściej stosowane są przemienniki z napięciowym obwodem pośredniczącym o budowie jak
na rysunku.
Prostownik ma na celu wytworzenie na pięcia stałego pulsującego
Obwód pośredniczący ma na celu oddzielenie sieci zasilającej od obwodów wyjściowych
przemiennika i służy jako zasobnik energii. Kondenastor obwodu pośredniczącego jest ładowany
energią doprowadzoną z sieci oraz utrzymuje stałą wartość napięcia w obwodzie, pomimo
pulsującego napięcia z prostownika.
Falowniki zmieniają stałe napięcie z obwodu pośredniczącego np. metodą modulacji szerokości
impulsu –PWM na napięcie trójfazowe o regulowanej częstotliwości i amplitudzie.
Wartość skuteczna napięcia na silniku zmienia się przy tym wskutek dłuższego lub krótszego
(zmiana szerokości impulsu)przyłączenia napięcia stałego z obwodu pośredniczącego.
Jako łączniki (zawory) używa się tranzystory unipolarne lub bipolarne, a przy wysokich
częstotliwościach przełączenia IGBT.( Patrz rysunek poniżej)
Przemiennik częstotliwości pełni także funkcję ogranicznika prądu rozruchowego. Nie potrzeba
więc stosować wtedy np. przełącznika gwiazda – trójkąt.
Moment obrotowy silnika zależy od strumienia magnetycznego , a tym samym od poboru prądu.
Przy małych częstotliwościach reaktancja uzwojeń stojana jest mała a więc do ograniczenia prądu
również napięcie na silniku musi być małe.
Na wykresie poniżej przedstawiona jest charakterystyka momentu obrotowego od częstotliwości
napięcia zasilającego.
Cechą charakterystyczną jest to, że moment obrotowy jest stały przy prędkościach
mniejszych od znamionowej, a przy większych maleje.
PRZEBIEG ĆWICZENIA
1.
Wyznaczenie zależności prędkości obrotowej od częstotliwości napięcia zasilającego.
1.1
Na pulpicie sterowniczym falownika ustaw funkcję pomiaru częstotliwości.
Opis w załączniku.
Tabela pomiarów
1.2
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
f [Hz]
n [obr/min]
uwagi
2.
Wyznaczenie charakterystyki : n= f(M), I= f(M), P= f(M), s= f(M),
2.1 Tabela pomiarów
Lp
Pomiary
I[A]
n[obr/min] 
Obliczenia
M [Nm] P[W]
1
2
3
4
5
6
7
8
Uwagi
s
L=
n1=
Obliczenia:
Moment obciążenia M= Q*L*sin 
Moc obciążenia P = M*n/ 9550
Poślizg
s=(n1-n2)/ n1
przy czym M -Nm
przy czym P- kW
Przykładowe obliczenia:
2.2 Wykresy charakterystyk n= f(M), I= f(M), P= f(M), s= f(M) dołącz do wniosków.
3 Wykaz przyrządów:
4. Uwagi i wnioski
Załączniki