Motor in ster aangesloten

Elektromotoren
maart 2017
frequentieregelaar
frequentieregelaar
Indirecte frequentie-omvormer.
Groot regelbereik, uitgangsfrequentie kan hoger dan
ingangsfrequentie.
Puls Breedte Modulatie
Schema f-regelaar
De IGBT
Constant koppel?
3 voorwaarden:
1. Frequentie uitgaande spanning varieren
2. Magnetisch veld in grootte constant houden
3. Gelijkmatig draaiveld
Constant koppel?
3 voorwaarden:
1. Frequentie uitgaande spanning varieren
2. Magnetisch veld in grootte constant houden
3. Gelijkmatig draaiveld
Constant koppel?
Sterkte van het magnetisch
veld is te veranderen door
hoogte spanning te
veranderen en/of de
frequentie te veranderen
Door de spanning te verlagen
naar 220V wordt de
oppervlakte kleiner en
daardoor het magnetisch veld.
Hierdoor kan motor minder
koppel leveren.
Constant koppel?
Door de spanning te verlagen
naar 220V wordt de
oppervlakte kleiner en
daardoor het magnetisch veld.
Hierdoor kan motor minder
koppel leveren.
Vanwege lagere frequentie
een groter oppervlakte.
Gevolg is dat motor
magnetisch verzadigd raakt.
As gaat onstabieler draaien
en motortemperatuur stijgt
Constant koppel?
Of… 400V / 50 Hz = 8,0
Constant koppel?
Juiste verhouding (7,6 of 8,0)zorgt voor
koppelbehoud bij varierend toerental.
Constant koppel?
Gelijke oppervlakten, dus
gelijke koppels
Constant koppel?
Ideale sitiatie
Constant koppel?
Hogere frequentie dan nominaal levert een verstoorde
U/f-verhouding op.
Gevolg: koppel gaat omlaag.
Motor, geschikt voor 60 Hz, toegepast op 50Hz
Verhoudingsgewijs
meer koppel benodigd:
380/50=7,6
En 380/60=6,3
Stel: P(regelaar)=4kW
De nieuwe regelaar
moet dan:
(7,6/6,3)*4kW=4,8kW
zijn
I*R compensatie
Tijdens het aanzetten moet even
een extra veld worden toegepast.
Empirisch wordt ongeveer 1,5* een
grotere U/f – verhouding toegepast
voor 0-5Hz.
33Hz
380 / 50 = 7,6
7,6 * 1,5 = 11,4
Dus 380 / 11,4 = 33Hz
33Hz
I*R compensatie
33Hz
380 / 50 = 7,6
7,6 * 1,5 = 11,4
Dus 380 / 11,4 = 33Hz
33Hz
I*R compensatie
5Hz
380 / 50 = 7,6
7,6 * 1,5 = 11,4
Dus 380 / 11,4 = 33Hz
33Hz
33Hz
I*R compensatie
5Hz
380 / 50 = 7,6
7,6 * 1,5 = 11,4
Dus 380 / 11,4 = 33Hz
33Hz
33Hz
slipcompensatie
Hoe zwaarder de
belasting, des te
groter de slip.
Frequentieregelaars voeren
algoritmische berekeningen uit om
de slip te compenseren.
Voorbeeld: slip=3%
werkelijke toerental is 1500(0,03*1500)= 1445 rpm
slipcompensatie
Hoe zwaarder de
belasting, des te
groter de slip.
Toerental rotor moet 1500 blijven,
ongeacht slip van 3%.
(x-1500) / x = 0,03
X – 1500 = 0,03 x
-1500 = (0,03 – 1) x
-1500 = -0,97 x
x = 1546 rpm
(3%)
Toerental is werkelijke waarde
Op de as van de motor
wordt een encoder, een
soort digitale teller geplaatst.
Deze info gaat naar de
frequentieregelaar
De regelaar compenseert de
slip zodat toerental constant
blijft
encoder
Regelsysteeem frequentieregelaar
regelsysteem
ingesteld
f-regelaar
gemeten
correctie
ka-motor
rpm
Toerental is werkelijke waarde
Encoder bestaat
tegenwoordig uit een
binair signaal.
Vraag: stel dat je gevraagd wordt een digitale encoder te
ontwerpen. Hoeveel bits zou je daarvoor gebruiken?
Arduino,
geprogrammeerd om
motoren aan te
sturen
PWM…. Puls With Modulation
schakelen
Principe werking inverter.
6 halfgeleiders werken als
schakelaar.
Schakelaars 1-4 , 3-6, 5-2
afwisselend open-dicht.
Blokvormige spanning.
Tussen L1 en L2 een blokvormige
wisselspanning.
schakelen
Over de wikkelingen van de
motor staat een getrapte
wisselspanning.
Schakelaar 1 en 4 zijn
afwisselend halve periode open en
dicht.
Door de schakelaars per periode
meerdere malen open-dicht te
doen wordt de uitgangsstroom
mooier van vorm.
Hogere schakelfrequentie geeft
meer sinusvormige
uitgangsstroom.
PWM: De uitgangsspanning, de gemiddelde spanning en de stroom door de spoelen
van de motor.
PWM
vectormodulatie
Ideale voorstelling van draaiend
magnetisch veld binnen luchtspleet
stator en rotor
Digitale (IGBT)schakelaars voor
wisselspanning
vectormodulatie
Digitale (IGBT)schakelaars voor
wisselspanning
Combinatie slim schakelen
levert betere fluxverdeling