Міністерство освіти і науки України Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» Інститут енергозбереження та енергоменеджменту Кафедра автоматизації управління електротехнічними комплексами
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Дослідження механічних характеристик системи «Перетворювач частоти – синхронний двигун з постійними магнітами»
з курсу: «Теорія електроприводу» для студентів спеціальності 6.092203 «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод»
ЗАТВЕРДЖЕНО на засіданні кафедри автоматизації управління електротехнічними комплексами Протокол № від «_29_» _серпня_ 2013 р.
КИЇВ 2013
ЗМІСТ
Мета роботи
Теоретичні відомості
Завдання
Запуск і порядок роботи з системою
Зміст звіту
Контрольні питання
Література
Додаток А Перетворювач частоти 8400 Vector Topline
Мета роботи
Аналіз та практичне дослідження механічних характеристик системи «перетворювач частоти – синхронний двигун з постійними магнітами» у статичних і динамічних режимах..
Теоретичні відомості
На сьогодні найбільш енергоефективними є системи електроприводу на базі перетворювачів напруги з широтно-імпульсною модуляцією та синхронними двигунами з постійними магнітами. У синхронних машинах даного типу постійно направлене поле збудження утворюється за допомогою постійних магнітів. Синхронні машини з постійними магнітами (СДПМ) (PMSM – Permanent Magnet Synchronous Motor) не потребують зовнішньої системи збудження а і завдяки відсутності втрат на збудження мають високий ККД. Також їх надійність істотно вища, ніж в звичайних синхронних машин, в яких обмотка збудження, що обертається, і щітковий пристрій достатньо часто пошкоджуються. Конструкція синхронного серводвигуна вказана на рисунку 1.
Рисунок 1 – Повздовжній розріз синхронного двигуна з постійними магнітами
Завдяки розвитку теорії векторного керування асинхронними і синхронними двигунами в промисловості все частіше знаходять використання перетворювачі частоти, що можуть здійснювати керування синхронними двигунами з постійними магнітами без датчика положення ротора.
Опис лабораторного стенду
Стенд складається з двох основних компонентів, а саме панелі управління і електромеханічної системи взаємозв'язаних двигунів змінного струму: синхронного двигуна з постійними магнітами та двигуна постійного струму зі сталими магнітами. Вали досліджуваних машин сполучені між собою муфтою. Як датчик швидкості використовується сінусно-косінусний трансформатор, що обертається (резольвер), встановлений на валу синхронного двигуна. Панель управління електродвигунами містить перетворювач частоти 8400 Vector Topline для управління синхронним двигуном, , а також вимірювальний прилад ТРМ202 ОВЕН з універсальними аналоговими входами.
Управління перетворювачем частоти Lenze здійснюється за допомогою тумблера дозволу роботи SA1 і потенціометра RP1. Для відображення поточних параметрів роботи взаємозв'язаної системи електроприводу використовується вимірювальний прилад ТРМ202 ОВЕН. До входів приладів підключені аналогові виходу перетворювача частоти (навантаження і фактична швидкість).
При дослідженні статичних характеристик електроприводу з синхронним двигуном навантаження формується за рахунок опору ланцюга якоря двигуна постійного струму. Струм статора синхронної машини фактично визначається різницею синхронних швидкостей обертання досліджуваного і навантаження двигунів.
Лабораторний стенд має вигляд показаний на рисунку 2.
Рисунок 2. Зовнішній вигляд лабораторного стенду.
Схема електрична принципова наведена на рисунку 3.
