Elektrine Maine 2

Matija Sokola

Sinhroni MotoriMaj 2014

UVODRotor sinhronog motora se obre konstantnom sinhronom brzinom. Koriste se za vrlo velike snage, gde su bolji od asinhronih zbog sledeeg:brzina obrtanja nezavisna od optereenja;nema klizanja pa su manji gubici u rotoru;ne vue Q iz mree pa su manji gubici u statoru;ne vue Q iz mree pa manje optereuje mreu.Ali, postoje problemi sa startovanjem.

UVODKoriste se i za manje snage, bez pobudnog namota ali sa stalnim magnetima na rotoru, za servo pogone, gde su bolji od asinhronih zbog sledeeg:brzina obrtanja nezavisna od optereenja;nema klizanja pa su manji gubici u rotoru;manji gubici u statoru jer ne uzima reaktivnu snagu;visoka kratkotrajna preopteretivost bolje ubrzanje;manja inercija rotora tj. visoko ubrzanje;manja induktivnost pa se struja bre menja, time i moment.Ali su skuplji zbog cene magneta i davaa pozicije.

Vektorski dijagram turbomotoraU relativnim jedinicamaui-j xs ie0 jd

Motori sa stalnim magnetimaNazivaju se jo i:PMSM (permanent magnet synchronous motor)BDCM (brushless DC motor)Prednosti u odnosu na DC motore:Nema etkica nema trenja, varnienja ni odravanja;Nema etkica i varnienja pa su mogue visoke brzine;Glavni namot na statoru i lake se hladi;Nema namota na rotoru - vrlo mala inercija;Vrlo visoko ubrzanje.

Osnovni Delovi Magnetno kolo: Rotorsko kolo ima meko gvoe i stalne magnete. Najee ima 4, 6 ili 8 polova, ali je nominalna uestanost napajanje via od 50 HzMagneti su od legura retkih zemalja, Nd-B-Fe ili Sm-Co, sa visokim B i visokim H.Statorsko - uplji valjak od tankih limova, ravnomerno olebljen na svojoj unutarnjoj periferiji.Zazor je prilino mali.Namotaj statora trofazni, u ljebovima statora, spregnut u Y a za vee motore u D.

Spoljni izgled

Izgled unutranjostiDuguljast oblik rotor da se minimizira inercija rotora.Mora da ima neki senzor pozicije.Sekundarni dava pozicijePrimarni dava pozicijeKuite metrike ili imperijalne jediniceVratiloRotor male inercije, samarijum-kobalt magnetiIzolacija klase HTermistorska zatita od pregrevanjaIP65 - zaptivena konstrukcija

Izgled unutranjosti

Izgled unutranjosti

Izgled unutranjosti

Konstrukcija MagnetaIma se nekoliko tipova, koji daju ili sinusoidalnu raspodelu fluksa po obimu, ili trapeznu.Balans izmedju cene i mehanike vrstoe.

S

N N

S

N S

S N

Oblici struja i naponaSinusna raspodela magnetopobudne sile u zazoru daje sinusnu indukovanu ems u statoru. Sinusne struje neophodne za proizvodnju stalnog momenta. Precizna informacija o poziciji rotora je neophodna i dobija se apsolutnim enkoderom ili rezolverom.Trapezna raspodela magnetopobudne sile u zazoru daje pravougaonu indukovanu ems u namotu statora. Za stalni moment potrebne pravougaone struje, 2 faze napajane u svakom trenutku. Senzor pozicije rotora na bazi Holovih sondi je dovoljan daje informaciju o faznom segmentu rotorske pozicije (na 60/P stepeni).

Senzor pozicije na bazi Holove Sonde1. Nepomini namot, bez Fe 2. Stalni magnet 3. 3~ Elektrino polje 4. Holov senzor pozicije 5. Upravljaka karticaMagnetni senzor kao dava pozicijeUpravljaki signali: smer rotacije zadata brzinaNapajanje

Senzor pozicije na bazi Holovih sondiStalni magneti rotiraju u elektronski komutiranom trofaznom magnetnom polju.Holove sonde registruju promene magnetnog fluksa na svakih 60 stepeni.Ta informacija se prosledjuje kontroleru i pretvarau frekvencije.Relativno jeftino, jer senzori ne moraju biti vrlo precizni, a ni elektronika ne mora biti jako brza.Na osnovu sektora se struja usmerava kroz dva statorska namotaja.

Senzor pozicije na bazi rezolveraRezolver kao dava pozicije rotoraUpravljanje: smer rotacije zadata brzina limiterNapajanje

Upravljaka jedinicaPrimarni namotSekundarni namot - sinusnikosinusni

Senzor pozicije na bazi rezolveraRezolver ima jedan pobudni namot i dva prijemna namota.Kroz pobudni se puta struja visoke frekvencije.Rotirajui deo rezolvera usmerava fluks kroz jedan ili oba prijemna namotaja, a amplitude indukovane ems zavise od pozicije.Na osnovu odnosa amplituda odreuje se pozicija (ugao) rotora.Visoka rezolucija senzora daje tanu vrednost ugla i na osnovu tog ugla se generiu sinusne struje kroz namot statora.

Operativne karakteristikeVeina PMSM motora moe da radi samo u zatvorenoj kontrolnoj petlji, sa napajanjem iz odgovarajueg frekventnog pretvaraa.

Frekventni pretvarai

Reduktori brzinePMSM motori imaju visoku nominalnu brzinu, a potrebna izlazna brzina vratila je esto nieg opsega.Proizvoai nude i kompaktne reduktore brzine.Npr, jednostepeni do redukcije 10, a dvostepeni do 100.

Tipine karakteristike Baldor SSBSM 100

ModelN-2150N-3150N-4250Trajni moment (Nm)182732Struja (A)12,416,813,4Max. moment (Nm)73,7108,5127,9Max. brzina, pri 600V (o/min)400040002400Max. struja (A)44,660,648,5Otpor statora (W)0,40,250,46Induktivnost (mH)3,332,744,86Inercija (kg cm2)22,1230,8239,40Broj polova888Teina (kg)26,632,237,7

ZakljuakPMSM motori su izvanredno pogodni za servo-pogone malih i vrlo malih snaga.Postiu izvanredna ubrzanja.Visok stepen iskorienja.Odravanje je minimalno.Rade samo sa frekventnim pretvaraem.Rade samo u zatvorenoj upravljakoj petlji.Skuplji od asinhronih i jednosmernih.