Ken de basisprincipes van de 3-fase AC-inductiemotor en de bediening ervan met SVPWM

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Enkele van de voordelen, zoals lage kosten, robuust ontwerp, minder complex en gemakkelijk te onderhouden AC-motoren, resulteren in veel van de industriële bewerkingen die worden uitgevoerd met het gebruik van AC-aandrijvingen dan DC-drives. AC-inductiemotor is een speciaal type elektromotor met zijn eigen typische kenmerken en prestaties op het gebied van starten, snelheidsregeling, beveiligingen, enzovoort.

AC inductiemotor

AC inductiemotor



De prestaties over een breed scala van toepassingen maakt driefasige inductiemotoren verantwoordelijk voor 85 procent van de geïnstalleerde capaciteit van de industriële aandrijfsystemen. Laten we het hebben over basisinformatie over deze motor en de speciale besturingstechniek van SVPWM.


Driefasige AC-inductiemotor

De driefasige AC-inductiemotor is een roterende elektrische machine die is ontworpen om te werken op een driefasige voeding. Deze driefasige motor wordt ook wel asynchrone motor genoemd. Deze AC-motoren zijn van twee soorten: inductiemotoren van het eekhoorn- en sleepringtype ​Het werkingsprincipe van deze motor is gebaseerd op het opwekken van een roterend magnetisch veld.



3-fasen inductiemotorconstructie

Deze driefasige motoren bestaan ​​uit een stator en een rotor en waartussen geen elektrische verbinding bestaat. Deze stator en rotoren zijn geconstrueerd met behulp van hoog-magnetische kernmaterialen om hysterese en wervelstroomverliezen te verminderen.

3-fasen inductiemotorconstructie

3-fasen inductiemotorconstructie

Het statorframe kan worden gemaakt van gietijzer, aluminium of gewalst staal. Het statorframe biedt de noodzakelijke mechanische bescherming en ondersteuning voor de gelamineerde statorkern, windingen en andere voorzieningen voor ventilatie. De stator is gewonden met driefasige wikkelingen die elkaar overlappen met een faseverschuiving van 120 graden die in lamellen met sleuven zijn aangebracht. De zes uiteinden van de drie wikkelingen worden naar buiten gebracht en verbonden met de aansluitdoos, zodat deze wikkelingen worden bekrachtigd door een driefasige hoofdvoeding.

Deze wikkelingen zijn van koperdraad geïsoleerd met vernis aangebracht in geïsoleerde lamellen met sleuven. Bij alle werktemperaturen blijft deze geïmpregneerde vernis stijf. Deze wikkelingen hebben een hoge isolatieweerstand en een hoge weerstand tegen de zoute atmosfeer, vocht, alkalische dampen, olie en vet, enz. Wat het spanningsniveau ook past, deze wikkelingen zijn in ster- of driehoekverbindingen


Eekhoornkooi inductiemotor

Eekhoornkooi inductiemotor

De rotor van de driefasige AC-inductiemotor is anders voor de inductiemotoren met sleepring en eekhoornkooi. De rotor in het sleepring-type bestaat uit zware aluminium of koperen staven die aan beide uiteinden van de cilindrische rotor zijn kortgesloten. De as van de inductiemotor wordt aan beide uiteinden ondersteund door twee lagers om vrij ronddraaien in de stator te garanderen en de wrijving te verminderen. Het bestaat uit een stapel stalen lamellen met gelijkmatig verdeelde sleuven die rond de omtrek zijn geponst waarin niet-geïsoleerde zware aluminium of koperen staven worden geplaatst.

Een rotor van het sleepringtype bestaat uit driefasige wikkelingen die aan het ene uiteinde een ster hebben en de andere uiteinden naar buiten worden gebracht en verbonden met de sleepringen die op de rotoras zijn gemonteerd. En voor het ontwikkelen van een hoog startkoppel worden deze wikkelingen met behulp van koolborstels op de reostaat aangesloten. Deze externe weerstand of reostaat wordt alleen tijdens de startperiode gebruikt. Zodra de motor de normale snelheid heeft bereikt, worden de borstels kortgesloten en werkt de gewikkelde rotor als een rotor van een eekhoornkooi.

Werkingsprincipe van een driefasige inductiemotor

Werkingsprincipe van een driefasige inductiemotor

Werkingsprincipe van een driefasige inductiemotor

  • Wanneer de motor wordt bekrachtigd met een driefasige voeding, produceert de driefasige statorwikkeling een roterend magnetisch veld met 120 verplaatsingen met een constante grootte dat roteert met een synchrone snelheid. Dit veranderende magnetische veld snijdt de rotorgeleiders af en wekt er een stroom in op volgens het principe van de wetten van Faraday van elektromagnetische inductie. Omdat deze rotorgeleiders worden kortgesloten, begint de stroom door deze geleiders te stromen.
  • In aanwezigheid van het magnetische veld van de stator worden rotorgeleiders geplaatst en daarom werkt volgens het Lorenz-krachtprincipe een mechanische kracht op de rotorgeleider. Aldus produceert alle rotorgeleiders kracht, d.w.z. de som van de mechanische krachten produceert een koppel in de rotor dat de neiging heeft om deze in dezelfde richting van het roterende magnetische veld te bewegen.
  • De rotatie van deze rotorgeleider kan ook worden verklaard door de wet van Lenz die zegt dat de geïnduceerde stromen in de rotor de oorzaak van zijn productie tegenwerken, hier is deze oppositie een roterend magnetisch veld. Hierdoor begint de rotor in dezelfde richting te draaien als het magnetische roterende veld van de stator. Als de rotorsnelheid hoger is dan de statorsnelheid, dan zal er geen stroom in de rotor worden opgewekt omdat de reden voor rotorrotatie de relatieve snelheid van de rotor en de magnetische velden van de stator is. Deze stator en het verschil in rotorveld worden slip genoemd. Dit is hoe een driefasige motor een asynchrone machine wordt genoemd vanwege dit relatieve snelheidsverschil tussen de stator en de rotoren.
  • Zoals we hierboven hebben besproken, zorgt de relatieve snelheid tussen het statorveld en de rotorgeleiders ervoor dat de rotor in een bepaalde richting draait. Daarom moet voor het produceren van de rotatie de rotorsnelheid Nr altijd lager zijn dan de statorveldsnelheid Ns, en het verschil tussen deze twee parameters hangt af van de belasting van de motor.

Het snelheidsverschil of de slip van de AC-inductiemotor wordt gegeven als

  • Als de stator stationair is, is Nr = 0, dus de slip wordt 1 of 100%.
  • Wanneer Nr op synchrone snelheid is, wordt de slip nul, zodat de motor nooit op synchrone snelheid draait.
  • De slip in de driefasige inductiemotor van nullast tot volledige belasting is ongeveer 0,1% tot 3%, daarom worden de inductiemotoren motoren met constante snelheid genoemd.

SVPWM-besturing van 3-fasen inductiemotor

Meestal worden voor het besturen van de inductiemotoren PWM-frequentieregelaars gebruikt. In vergelijking met aandrijvingen met vaste frequentie zijn deze PWM duikt controle zowel de grootte van de spanning als de frequentie van de stroom, evenals de spanning die op de inductiemotor wordt toegepast. Door de PWM-signalen die worden aangelegd aan de stroomschakelpoorten te veranderen, wordt de hoeveelheid stroom die door deze aandrijvingen wordt geleverd ook gevarieerd, zodat de snelheidsregeling van de driefasige inductiemotor wordt bereikt.

SVPWM-besturing van 3-fase inductiemotor door Edgefxkits.com

SVPWM-besturing van 3-fase inductiemotor door Edgefxkits.com

Een aantal pulsbreedtemodulatie (PWM) -schema's wordt gebruikt voor het besturen van driefasige motoraandrijvingen. Maar meestal worden Sine PWM (SPWM) en ruimtevector PWM (SVPWM) gebruikt. In vergelijking met SPWM geeft SVPWM-besturing een hoger niveau van fundamentele spanning en verminderde harmonische inhoud. Hier hebben we een praktische implementatie van deze SVPWM-besturing gegeven met behulp van 8051 microcontrollers

In het onderstaande circuit wordt een spanningsomvormer met drie niveaus gebruikt voor het verkrijgen van drie uitgangsspanningen, afhankelijk van de DC-busspanning. Eenfasige voeding wordt gelijkgericht om gelijkstroom te leveren aan zowel het microcontrollercircuit als de invertercircuits. 8051 Microcontroller is geprogrammeerd om SVPWM-signalen te produceren die worden afgegeven aan de gate-driver-IC.

Blokschema van SVPWM-besturing van 3-fase inductiemotor door Edgefxkits.com

Blokschema van SVPWM-besturing van 3-fase inductiemotor door Edgefxkits.com

Het invertercircuit bevat zes MOSFET's om een ​​variabele driefasevoeding te produceren, voor elke fase worden twee MOSFET's ingezet. Deze MOSFET-poorten zijn verbonden met poortbesturings-IC. Bij ontvangst van de PWM-signalen van de microcontroller-poortstuurschakelaars de MOSFET's zodat de variabele AC-uitgangsspanning wordt geproduceerd. Daarom varieert deze variabele AC met een verandering in spanning en frequentie de snelheid van de motor

Dit is basisinformatie over AC-inductiemotor met constructie en werkingsprincipe. Bovendien heeft de SVPWM-techniek voor het regelen van de snelheid van de motor veel voordelen dan andere PWM-technieken, zoals we hierboven hebben gezien. Als u twijfelt over de programmerende microcontroller voor het implementeren van de SVPWM-techniek erin, kunt u contact met ons opnemen door hieronder te reageren.

Fotocredits:

  • AC inductiemotor door wikimedia
  • 3-fasen inductiemotorconstructie door elektronisch ontwerp
  • Inductiemotoren met sleepring en eekhoornkooi door tpub
  • Werkingsprincipe van een driefasige inductiemotor door blogspot