Part II - IPA SA

More documents

Recommendations

Info

46 REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC Modelul de studiu folosit pentru deducerea modelului mainii sincrone este cel prezentat în figura alturat. Utilizarea magneilor permaneni aduce numeroase avantaje între care pot fi enumerate: - eliminarea inelelor colectoare i a periilor i odat cu acestea a tuturor problemelor legate de fiabilitate i întreinere generate de acestea; - eliminarea pierderilor Joule asociate înfurrii de excitaie; - pierderi reduse în rotor, datorate rezistivitii mari a materialului magnetic. În plus, magneii permaneni prezint o permitivitate relativ (07.105.1r) foarte apropiat de cea a aerului ceea ce conduce la crearea unui întrefier echivalent sensibil mrit fa de cel al unui motor asincron. Acest fapt determin scderea semnificativ a inductanei de magnetizare pentru motoarele sincrone cu magnei permaneni. Implicit aceasta conduce la reducerea semnificativ a pierderilor în fier din rotor în comparaie cu pierderile rotorice înregistrate în cazul unui motor asincron; - o rcire mai eficient datorat localizrii pierderilor în cupru i în fier la nivelul statorului. Aceast caracteristic favorizeaz un design compact; - posibilitatea de a obine un cuplu de 2-5 ori mai mare decât cuplul nominal al motorului pe durate scurte de timp cu condiia ca în decursul acestor intervale temperatura rotorului/statorului s nu ating valori periculoase pentru magneii permaneni sau pentru izolaie. De asemenea curentul maxim prin motor este limitat de necesitatea de a evita demagnetizarea rotorului. În practic îns, datorit calitii magneilor permaneni actuali, aceast limitare este de cele mai multe ori nerestrictiv (curenii care ar putea cauza demagnetizarea rotorului se plaseaz peste curentul maxim ce poate fi furnizat de ctre convertorul static conectat la motor); - flexibilitate în concepie; caracteristicile unei astfel de maini pot fi schimbate în funcie de dispunerea magneilor permaneni i de tipul de magnei permaneni folosit. În mod special, obinerea unor valori importante ale fluxului magnetic în întrefier fr a fi necesar utilizarea unei excitaii externe face posibil construcia unor motoare cu randamente de conversie electromecanic dificil de egalat în prezent de alte tipuri. Pierderile reduse permit realizarea unor raporturi (cuplu/inerie) respectiv (putere/mas a motorului) remarcabile. Aceste caracteristici constituie un atu competiional important în contextul în care se apreciaz c peste 90% din costurile totale de achiziie i exploatare ale unui motor electric se regsesc în energia consumat de acesta. Motoarele cu magnei permaneni pot fi clasificate în dou grupuri importante: - cu tensiune contra electromotoare trapezoidal (distribuie trapezoidal a fluxului magnetic din întrefier) - cu tensiune contra electromotoare sinusoidal (distribuia fluxului magnetic din întrefier este aproximativ sinusoidal) În cadrul acestei lucrri se va folosi un motor sincron cu distribuie sinusoidal a fluxului. Motoarele sincrone cu magnei permaneni sunt folosite pe scar larg în servosisteme care conin motoare de putere mic pentru maini-unelte, roboi industriali, dar i pentru maini de putere mare. Criteriile de proiectare a servosistemelor cu motoare sincrone cu magnei permaneni difer fa de cele pentru sisteme de acionri cu motoare sincrone
REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 47 convenionale. Cerinele care trebuie îndeplinite sunt urmtoarele: - densitate de flux în întrefier mare; - raport putere / mas cât mai mare posibil; - raport cuplu / moment de inerie mare, pentru a fi posibile acceleraii cât mai mari; - pulsaii de cuplu cât mai mici, chiar i la turaii foarte mici, pentru a se putea realiza sisteme de poziionare de mare precizie; - controlul cuplului la turaie nul; - funcionare la turaii mari; - capabilitate de cuplu mare (acceleraii i deceleraii rapide pentru scurt timp; - randament mare; - factor de putere mare; Aceste cerine pot fi asigurate de controlul vectorial al motorului sincron cu magnei permaneni. Rotorul poate fi realizat sub mai multe forme constructive, cum ar fi rotor în form de pahar cu un raport lungime / diametru mare, rezultând o constant de timp mecanic cât mai mic sau rotor în form de disc. Uneori, rotorul este fabricat din material plastic de duritate mare i magneii sunt încapsulai în rini speciale. Aceste maini sunt denumite maini cu câmp radial – cele cu rotor pahar – sau maini cu câmp axial – cele cu rotor disc. Mainile cu rotor disc sunt în mod uzual folosite la acionarea roboilor, în timp ce în servosistemele pentru maini unelte sunt folosite mainile cu rotor pahar. Aceste tipuri de rotoare conduc la un moment de inerie sczut, rezultând acceleraii mari. Costurile pentru fabricarea mainilor cu câmp axial sunt mai mari decât pentru cele cu câmp radial. Exist tipuri variate de magnei permaneni pentru realizarea rotorului. Una dintre soluii este aceea de utilizare a magneilor cu pmânturi rare, spre exemplu Samariu-Cobalt (SmCo , SmCo ) sau Neodim-Fier-Bor 5 17 (NdFeB), care se monteaz pe suprafaa rotorului prin lipire cu adezivi puternici. Pentru a se obine rezisten mecanic, care este foarte important în special pentru turaii ridicate, spaiile dintre magnei sunt umplute cu fibr de sticl. În prezent, un dezavantaj al utilizrii magneilor cu pmânturi rare este preul relativ ridicat, dar, odat cu dezvoltarea noilor tehnologii, preul este în continu scdere. Mai mult, este de ateptat o îmbuntire a caracteristicilor magneilor cu NdFeB (în prezent pot fi probleme, deoarece intensitatea câmpului magnetic scade cu temperatura). Atunci când sunt folosite în sisteme de frecven variabil, motoarele sincrone cu magnei permaneni nu au nevoie de înfurri de amortizare. În cazul în care la suprafaa rotorului sunt montate bare magnetice, maina poate fi considerat ca având un întrefier crescut, ceea ce face ca efectul polilor apareni s fie neglijat (inductivitile de magnetizare, respectiv cele sincrone de pe cele dou axe L d i L sunt egale). Mai mult, deoarece q întrefierul este mare, inductivitatea sincron L =L =L este mic i, astfel, reacia s d q indusului este neglijabil. Structura schemei de control pentru pentru o main sincron cu magnei permaneni Curenilor i sa ,i sb , (msurai cu ajutorul unor unturi sau traductoare Hall) li se aplic transformata Park. Ieirea transformatei Park este constituit de proieciile vectorului curent,(i sd ,i sq ) pe axele (d,q) ale unui sistem de axe aliniat cu fluxul rotoric. Întrucât acesta este creat de magneii permaneni din construcia rotorului, reperul (d,q) se va deplasa solidar cu vectorul flux magnetic rotoric. Proieciile (i sd ,i sq ), împreun cu referinele lor constituie intrrile celor dou regulatoare proporional – integrale (PI). Regulatoarele PI au rolul de a impune în statorul motorului cureni care s urmeze referinele. Ieirile celor dou regulatoare, constituie proieciile în reperul (d,q) ale vectorului tensiune de referin. Tensiunile, sunt aplicate transformatei Park invers. Se obin astfel referinele pentru tensiunile de faz Pornind de la acestea, metoda PWM va sintetiza timpii de conducie (comenzile) pentru braele punii trifazate. Astfel la bornele motorului vor fi impuse tensiuni de faz egale cu tensiunile de referin.
Page 1 and 2: RRA, Vol. XX, Nr. 3 - 4 pag. 29-36,
Page 3 and 4: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 31 whic
Page 5 and 6: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 33 •
Page 7 and 8: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 35 In t
Page 11 and 12: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 39 PART
Page 13 and 14: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 41 The
Page 15 and 16: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 43 1000
Page 17: RRA, Vol. XX, Nr. 3 - 4 pag. 45-52,
Page 21 and 22: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 49 Mode
Page 23 and 24: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 51 CONC
Page 33 and 34: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 61 Tele
Page 35 and 36: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 63 7. C
Page 37 and 38: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 65 A) p
Page 39 and 40: REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 67 Gase

Part II - IPA SA

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?