Utjecaj na motor tijekom regulacije brzine promjenjive frekvencije
[Utjecaj motora na regulaciju brzine konverzije frekvencije] Motor za regulaciju broja okretaja dizajniran je za regulaciju brzine izmjenične struje u smislu izvorne namjere. Međutim, izravni razlog za porast brzine pretvorbe frekvencije je jednostavna struktura i niska cijena običnog asinkronog motora. Cijena i praktična kontrola brzine. Ako regulacija brzine pretvorbe frekvencije mora biti opremljena posebnim motorom za pretvorbu frekvencije, onda postoji kontradikcija. Inherentna jednostavnost, čvrstoća i trajnost regulacije brzine pretvorbe frekvencije nisu nestali? Stoga se u ovom radu raspravlja o problemu motora za pretvorbu frekvencije i njegovom području primjene te njegovoj primjeni na stroju za proizvodnju papira.
Utjecaj na motor i njegove performanse tijekom regulacije broja okretaja s promjenjivom frekvencijom Regulacija broja okretaja s promjenjivom frekvencijom Izlaz impulsnog napona na kraju motora nije sinusoidan bez obzira na način upravljanja. Stoga je analiza radnih karakteristika običnih asinhronih motora pod ne-sinusnim valovima utjecaj na motor pri regulaciji brzine promjenjive frekvencije.
Postoje uglavnom sljedeći aspekti:
Gubitak motora i učinkovitost Motori koji rade pod ne-sinusoidnim napajanjem, osim uobičajenih gubitaka zbog temeljnih, također će unijeti mnoge dodatne gubitke. Uglavnom se očituje u povećanju gubitka statorskog bakra, gubitku bakra rotora i gubitku željeza, što utječe na učinkovitost motora.
1. Oštećenje struje statora u namotajima statora uzrokuje povećanje harmonijske struje I2R. Kada se učinak kože zanemari, gubitak statorskog bakra pri ne-sinusnoj struji proporcionalan je kvadratu efektivne struje. Ako je broj statorskih faza m1, a otpornost statora svake faze R1, ukupni gubitak statorskog bakra P1 zamjenjuje se u gornju jednadžbu za ukupni statorski tok rms Irms uključujući temeljnu struju. Dobiva se drugi pojam u jednadžbi. Gubitak harmonika. Pokusima je utvrđeno da zbog postojanja harmonijske struje i odgovarajućeg protoka propuštanja, povećava se zasićenost magnetskog toka fluksa propuštanja, a povećava se i pobudna struja, tako da se povećava i temeljna komponenta struje. ,
2, gubitak rotora bakra u frekvenciji harmonika, općenito se može smatrati kao otpornik namotaja statora konstantan, ali za rotor asinkronog motora njegova otpornost na izmjeničnu struju uvelike se povećava zbog učinka kože. Posebno je ozbiljan rotor kaveza za duboke žljebove. Sinhroni motor ili reluktantni motor pod napajanjem sinusnog vala ima mali harmonički potencijal zbog prostora statora. Gubici uzrokovani u površinskim namotima rotora su zanemarivi. Kada sinkroni motor radi pod napajanjem bez sinusoidnog napona. Vremenski harmonički magnetski potencijal inducira harmoničnu struju rotora, baš kao i asinkroni motor koji radi na svojoj osnovnoj sinkronoj brzini.
Magnetni potencijal petog harmonika obrnute rotacije i magnetski potencijal 7. harmonika naprijed rotacije inducirat će struju rotora 6 puta veću od temeljne frekvencije, a frekvencija rotora je 300 Hz pri temeljnoj frekvenciji od 50 Hz. Slično tome, 11. i 13. harmonika induciraju 12 puta veću frekvenciju, odnosno 600 Hz struje rotora. Na tim frekvencijama stvarni AC otpor rotora je mnogo veći od otpora istosmjerne struje. Koliko se otpor rotora zapravo povećava ovisi o poprečnom presjeku vodiča i geometriji proreza rotora u kojima su postavljeni vodiči. Tipični bakreni vodič koji ima omjer širine i visine od oko 4 ima omjer AC otpora prema DC otpornosti od 1,56 pri 50 Hz, omjer od oko 2,6 kod 300 Hz i omjer od oko 3,7 na 600 Hz. Na višim frekvencijama ovaj omjer se povećava proporcionalno kvadratnom korijenu frekvencije.
3. Gubitak jezgre u harmoničnom motoru za gubitak željeza također se povećava zbog pojave harmonika u naponu napajanja; harmonici struje statora uspostavljaju vremensku harmoničnu magnetomotornu silu između zračnih razmaka. Ukupni magnetski potencijal u bilo kojoj točki zračnog raspora je sinteza fundamentalnih i vremenskih harmoničkih magnetskih potencijala. Za trofazni šestostepni valni oblik napona, vrhunac magnetske gustoće u zračnom rasporu je oko 10% veći od temeljne vrijednosti, ali povećanje gubitka željeza uzrokovano vremenskim harmoničkim protokom je malo. Gubitak uslijed propuštanja na kraju i propuštanje fluksa u šahtu će se povećati ispod frekvencije harmonika. To se mora uzeti u obzir pri ne-sinusnom napajanju: učinak curenja na kraju je u namotima statora i rotora. Oba postoje, uglavnom gubitak vrtložnih struja uzrokovan ulaznim protokom curenja u krajnju ploču. Zbog promjene u faznoj razlici između magnetskog potencijala statora i magnetskog potencijala rotora, u strukturi žlijeba se stvara struja curenja u padobranu, a njen magnetski potencijal je velik na krajnjem dijelu, uzrokujući gubitak jezgre statora i zuba. ,
4, djelotvornost motora Gubitak harmonika značajno je određen sadržajem harmonika primijenjenog napona. Harmonijska komponenta je velika, gubitak motora se povećava, a učinkovitost se smanjuje. Međutim, većina statičkih pretvarača ne proizvodi harmonike ispod 5, dok je veličina viših harmonika manja. Napon ovog valnog oblika nije kritičan za učinkovitost motora. Proračuni i usporedni testovi na asinhronim motorima srednjeg kapaciteta pokazali su da njihova efektivna struja punog opterećenja raste za oko 4% od temeljne vrijednosti. Ako se zanemari učinak kože, gubitak bakra u motoru proporcionalan je kvadratu ukupne efektivne struje, a gubitak harmonika bakra je 8% od temeljnog gubitka. S obzirom da se otpor rotora može povećati u prosjeku tri puta zbog učinka kože, harmonički gubitak bakra u motoru trebao bi biti 24% od temeljnog gubitka. Ako gubitak bakra čini 50% ukupnog gubitka motora, harmonijski gubitak bakra povećava gubitak cijelog motora za 12%. Povećanje gubitka željeza teško je izračunati, jer na njega utječe struktura motora i upotrijebljeni magnetni materijal.
Ako su viši harmonički sastojci u talasnom obliku napona statora relativno niski, kao u 6-stupanjskom valu, povećanje harmonijskog gubitka željeza ne prelazi 10%. Ako gubitak željeza i gubitak zbog zalutanja čine 40% ukupnog gubitka motora, gubitak harmonika čini samo 4% ukupnog gubitka motora. Gubitak trenja i gubitak vjetra su nepromijenjeni, tako da se ukupni gubitak motora povećava za manje od 20%. Ako je učinkovitost motora 90% na sinusoidalno napajanje od 50 Hz, učinkovitost motora se smanjuje samo za 1% do 2% zbog prisutnosti harmonika. Ako je harmonijska komponenta primijenjenog valnog oblika napona znatno veća od harmonijske komponente vala od 6 koraka, gubitak harmonika motora će se uvelike povećati i može biti veći od temeljnog gubitka. U slučaju napajanja valom od 6 koraka, motor s malim propuštanjem može apsorbirati veliku harmoničnu struju, čime se učinkovitost motora smanjuje za 5% ili više. U ovom slučaju, da bi se zadovoljavajuće radilo, koristi se valni inverter s 12 koraka ili šestfazni namotaj statora. Harmonijska struja i harmonički gubici motora su praktički neovisni o opterećenju, tako da se gubitak vremenskih harmonika može zapravo odrediti usporedbom sinusoidnog napajanja i ne-sinusne opskrbe u uvjetima praznog hoda. To se koristi za određivanje približnog raspona degradacije učinkovitosti motora za određeni tip ili strukturu.
