Program stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike

ELEKTROTEHNIKA - XVII tečaj

Nove tehnologije električnih postrojenja

Primjene motora novih tehnologija

mr sc Milivoj Puzak dipl. ing. – viši predavačTehničko veleučilište u Zagrebu

Elektrotehnički odjelZagreb 9. 11. 2014.

milivoj.puzak @ tvz.hr

Primjena pogona s motorima novih izvedbi

• Razlozi

• Posebne primjene

• Poboljšanje svojstava - povećana korisnost

• Potreba upravljanja mehaničkim veličinama

• Potrebna znanja za projektiranje i korištenje

• Opravdanost primjene – prednosti

• Sekundarna svojstva – utjecaji u postrojenju

Nove izvedbe pogona

Podjela pogona prema vrsti motora

Električni motori

Izmjenični motori Ostali motoriIstosmjerni motori

Poredni motori

Nezavisno uzbuñeni motori

Perm. magnetski motori

Serijski motori

Kompaundirani motori

Asinkroni motori

Sinkroni motori

Koračni motori

Istosmjerni bez četkica

Reluktantni motori

Histerezni motori

Univerzalni motori

Vrste električnih motora

Izmjenični kolektorski motori

Nove izvedbe pogona

Posebni zahtjevi -nova rješanja pogona

• Potrebe

� male brzine veliki momenti – veliki broj polova

� velike brzine– mehanička opterećenja

� visoke akceleracije – mali moment inercije

� upravljivost brzine i momenta – pretvorba električnog napajanja

� smanjenje potreba održavanja – eliminacija kliznih kontakata

�Regulirani pogoni – motor i pretvarač

�pretvarači energije omogućili primjenu i prije poznatih motora

Sinkroni motori

Reluktantni motori

Nove izvedbe pogona

Sinkroni motori s permanentnim magnetima (SMPM)

Viski momenti od mirovanja

Niske brzine vrtnje

Smanjeno održavanje

Manja potreba prostora

Visoka korisnost

Visoka pouzdanoast

Robustna konstrukcija

Snižena buka

siemensHT sinkroni motori hlañeni zrakom ili vodom i Sinamics pretvarači

Nove izvedbe pogona

Nazivni podaci SPM motora

Nazivne brzine vrtnje: 200, 400, 600 i 800 1/min

Specificira se napon napajanja pretvarača (3×400, 500, 690 V

U katalogu nema podataka o frekvenciji motora – nije „okrugla” brojka

Izvedbe s velikm brojem polova

Nove izvedbe pogona

Prednosti SPM motora

Emerson pogoni sa sinkronim PM motorom - usporedba masa i korisnosti

Nove izvedbe pogona

Posebnosti izvedbe rotora SMPM

Primjeri rasporeda magenta u rotoru sinkronog motora

a) magneti na površini rotora SPM; b) četiri polni rotor s umetnutim magnetima IPM; c) šesnaest polni rotor s koso umetnutim magnetima

Prikaz d i q osi magnetskog otppora rotora s umetnutiom magnetima

Nove izvedbe pogona

Razvijeni moment sinkronog motora s permanentnim magnetima

Nove izvedbe pogona

Pogonske mogućnosti SPM motora

Ld=Lq - - a – motor s površinskim magnetima – vrlo male mogućnosti povišenja brzine

Ld<Lq i Ψ=In×Ld -- znatna mogućnost povećanja brzine injektiranjem d komponente struje statora

Utjecaj konstrukcije rotora na mogućnost rada u području slabljanja polja

Ld<Lq i Ψ<In×Ld -- motor optimirana za rad u području slabljenja polja

Moguć problem pri prestanku rada pretvarača na povišenim frekvencijama – nekontrolirani genaratorski rad motora – opasnost za pretvarač

Nove izvedbe pogona

Serijski motori s površinskom magnetima

Verzije za velike brzine te visoke momente i male brzina

Nove izvedbe pogona

Serijski motori s površinskom magnetima

Izvod iz kataloga sinkronih motora za regulirane pogone

Nove izvedbe pogona

Serijski motori s površinskom magnetima

Motori za niske brzine i visoke momente. Pretvarač za mrežu 400 V

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorima

Temeljni princip rada reluktantnog motora

SRM – 8 polova statora i 6 polova rotora Koncentrirani namoti statora SRM – izvedba s cilindričnim rotorom

Statorski namot rasporeñen po obodu

Jednostavna konstrukcija – niska cijena izvedbe

Nelinearna karakteristika momenta o strujama namota

Pulzacijski momenti

Izražena buka pri radu

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorima

Temeljni princip rada reluktantnog motora

Struje namota statora SR motora a) unipolarne; b) bipolarne; c)sinusne; d) „six step”

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorima

Pogoni s reluktantnim motorima – industrijska ponuda

„Paketi” motor + pretvarač

Posebna izvedba rotora ”

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorima

Usporedba veličina i gubitaka asinkroniog i reluktantnog motora „SynRM”

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorima

Usporedba korisnosti pogona pumpe za regulirani asinkroni i reluktantni pogon

Nove izvedbe pogona

• Pretvarač za SynRM pogon

Standardni za sve izmjenične pogone asinkroni, sinkroni i reluktantni

minimalni broj parametara za pokretanje – samo nazivni podaci

Pogoni s reluktantnim motorima

Nove izvedbe pogona

Pogoni s reluktantnim motorimaNazivni podaci motora

Raspon veličina:

160 do 315 – visina osovine

3000; 1500; i 1000 1/min – sinkrone brzine

11- 315 kW – snage pri 1500 1/min

3×400 V – priključni napon pretvarača ACS850

Nove izvedbe pogona

Pogoni za posebne namjene

Sinkroni motori za pogon automobila ugrañeni u sklop reduktora

Nove izvedbe pogona

Pogoni za posebne namjene

Sinkroni motori za pogon bezreduktorskog dizala

Nove izvedbe pogona

Literatura

• ACSM1 High performance machinery Drives ; ABB Catalog 3AFE68675073, 2009.

• Žarko, D.; Puzak, M.: 2008. Interior Permanent Magnet Motor LPMR_750, Test Report; Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zavod za elektrostrojarstvo i automatizaciju;

• Motion control Drives; Siemens drives and motors Catalog D31 2012.

• ***: 2008. Permanent Magnet Synchronous Machine Drive Application Program; Supplement to Firmware Manual for ACS800; ABB, 3AFE64492641 Rev E

• Puzak M., Vujisić G., Kovačić M.: Nekontrolirani generatorski rad reguliranog sinkronog motora s permanentnim magnetima; Zbornik radova TVZ-ELO 2014.

• Pemanant magnet motor for inverter operation; VEM motors,VEM 04-011E0211, Germany

Nove izvedbe pogona