250 likes | 428 Views
ISTOSMJERNI ELEKTROMOTORNI POGONI – – ISTOSMJERNI PRETVARA ČI I I . ANALIZA U USTALJENOM STANJU. Analiza se može provesti: – računanjem sa srednjim vrijednostima napona i struja, – računanjem sa stvarnim valnim oblicima (tj. uzimanjem u obzir har- monika).
E N D
ISTOSMJERNI ELEKTROMOTORNI POGONI – – ISTOSMJERNI PRETVARAČI II. ANALIZA U USTALJENOM STANJU
Analiza se može provesti: – računanjem sa srednjim vrijednostima napona i struja, – računanjem sa stvarnim valnim oblicima (tj. uzimanjem u obzir har- monika). Računanje sa srednjim vrijednostima ima opravdanje u tome što je korisni moment srednji moment. To je moment koji se prenosi na teret. Strujni harmonici ne doprinose srednjem momentu. No, doprinose armaturnim gubicima, jer povećavaju efektivnu struju motora. Ako se traži vršna struja, armaturni gubici i točno poznavanje vremenskog tijeka elektromagnetskog momenta treba izračunati valni oblik armature struje. Uzet ćemo da je brzina vrtnje konstantna i da se radi o nezavisnom motoru.
Analiza usrednjavanjem Srednja armaturna struja iznosi: gdje je: Vs je napon napajanja armature, a d faktor opterećenja. Elektromagnetski moment je: Kombiniranjem ovih jednadžbi i jednadžbe:
dobije se: Normiranjem: dobije se:
Iz ovih karakteristika može se očitati moment kod određene brzine vrtnje, ako je poznat d, Vn i Ran. Normirane karakteristike moment-brzina vrtnje, parametar je faktor opterećenja i napon napajanja.
Analiza proračunom valnih oblika Traži se vremenski tijek struje i vremenski tijek momenta (uključeni su harmonici), i u neisprekidanom i u isprekidanom načinu rada. Neisprekidani način rada Armaturni napon i armaturna struja u neisprekidanom načinu rada
Vrijednost d kod koje nastupa isprekidana struja dobije se izjednačavanjem Ia0 s nulom: Uočite da je dc ovisan o omjeru T/Ta i o omjeru E/Vs. Ili napisana pomoću sklopne frekvencije fc:
Isprekidani način rada Armaturni napon i armaturna struja u isprekidanom načinu rada
Strujna i naponska opteretivost komponenti Promatramo ovaj istosmjerni pretvarač. Uzmimo da je armaturna struja nevalovita. Neka je najveća dopustiva armaturna struja Imaks. Četverokvadrantni istosmjerni pretvarač
Struja kompo-nente normi-rana na Imax. Najveći radni napon na diodama i tranzistorima iznosi Vs.
Pulzacije momenta Treba naći harmonike armaturne struje.Rezultat Fourierove analize je: Amplituda pulzirajućeg momenta zbog osnovnog harmonika struje iznosi:
ili izraženo pomoću d: Ako je d = 0,5, osnovni harmonik struje je maksimalan. Ako je d = 1,0, nema pulzacija momenta. Trenutačni elektromagnetski moment iznosi: Normiranjem se dobije:
Normirana pulzacija momenta uzrokovana osnovnim harmonikom struje u ovisnosti o faktoru opterećenja
Kako smanjiti pulzirajući moment? Pitanje se svodi na pitanje kako smanjiti: Ako je fiksan napon napajanja Vs, preostaju samo dvije varijable: sklopna frekvencija fc i armaturni induktivitet La. Uočite da se ne može upotrijebiti d, on ovisi o brzini vrtnje i momentu tereta.
Zadatak 7.1. Nezavisni motor napaja se iz čopera čiji je ulazni napon 180 V. Motor će se upotrijebiti kod malih brzina vrtnje, pa pulzacije momenta ne smiju biti veće od 2 % nazivnog momenta kod 300 okr/min. Odgovorite na sljedeća pitanja: –Da li motor odgovara navedenoj primjeni? –Ako ne odgovara, na koliko treba povisiti sklopnu frekvenciju da bi pulzacije momenta bile najviše 2 % nazivnog momenta? –Kako veliku prigušnicu treba dodati u seriju s armaturom moto-ra da bi pulzacije momenta bile najviše 2 % nazivnog momenta? Podatci motora: 3 KS, 1500 okr/min, Ra =0,8 Ω, La = 0,003 mH, Kb= 0,764 V/rad/s, fc = 500 Hz
Rješenje Nazivni moment: Dopušteni pulzirajući moment: Da bi našli osnovni harmonik struje, treba naći d. On se približno određuje iz pretpostavke da motor daje nazivni moment kod 300 okr/min:
Računamo pulzirajući moment osnovnog harmonika: Prema tome, pulzirajući moment znatno prekoračuje dopušteni (0,285 Nm). Računamo na koliko treba povisiti sklopnu frekvenciju. Amplituda osnovnog harmonika ne smije biti veća od: