Elektroteknik MF1016 föreläsning 11 Permanetmagnet Synkronmotor

HTML
DOWNLOAD

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Elektroteknik MF1016 föreläsning 11 Permanetmagnet Synkronmotor"

Lina Arvidsson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Elektroteknik MF1016 föreläsning 11 Permnetmgnet Synkronmotor (I oken 7. 8 PM-synkronmotorn) Likheter oh skillnder med likströmsmskinen Enfsig modell (klls även per fs modell ) Ström oh moment Vrvtl oh induerd spänning Elektrisk oh meknisk effekt Poltl elektrisk frekvens oh mekniskt vrvtl Mtningsdonet ger syntetisk trefsspänning med vriel frekvens oh mplitud Vl v mtningsdon Uppgift U7:35 1

2 2 Likheter oh skillnder med likströmsmskinen. Sttor permnentmgnet Sttor Ankrlindning Kommuttor Borste Fslindning Sttor Rotor permnentmgnet Rotor Figur 7.51 PM synkronmotor oh PM likströmsmotor

3 3 Likheter med likströmsmotorn: - Momentet proportionellt mot strömmen. - Motspänningen EF proportionell mot vrvtlet. - Effekt in i EF kommer ut på eln oh lir meknisk effekt. Skillnder: - Trefs väelström oh väelspänning gör det lämpligt med ett visrdigrm. - Motorn måste h ett elektroniskt mtningsdon som sköter kommuteringen ( flyttningen v ström från den en fsen till den ndr ) - Smndet melln den meknisk oh elektrisk frekvensen är p f el f mek där p är poltlet. 2 - Elektrisk oh meknisk frekvensern är synkron låst till vrndr oh vrvtlet (meknisk frekvensen) - Kylningen är ättre i PM-synkronmotorn där lindningen ligger närmre sttorns ytteryt kylytn

4 4 Enfsig modell (klls även per fs modell ) I U F R L E F Figur 7.58 Ekvivlent shem för en fs hos en sinusmotor. Som figur 7.59

5 5 Ström oh moment För ll tre fsern fås de tre strömmrn (som linjeströmmr i trefsvsnittet). N S i i i. N S. N S. t = 90 grder t = 150 grder t = 210 grder Figur 7.54 En PM synkronmotor med rotorn i tre olik vinkellägen Ett givet moment kräver tt strömmen följer mgneten vid rottion.

6 6 i i i Figur 7.55 En PM synkronmotor med rotorn i tre olik vinkellägen. För tt få mimlt moment skll strömmrn följ vinkeln som ovn

7 7 Vrvtl oh induerd spänning Induerd spänning: Eempel dvs 1 vrv/s Ger vid 90⁰: Två seriekopplde ledre ger Förflyttning med 180⁰ till 270⁰ gör tt sydpol ersätter nordpol oh B = 1T oh därför lir. För de tre fslindningrn får tre induerde fsspänningr. Slutstser: Induerde spänningen per fs är proportionell mot vrvtlet. Momentet är proportionellt mot strömmen. För tt få önskt moment för minst möjlig strömstyrk skll strömmen styrs så tt den ligger där mgneten pekr, vilket gör tt den kommer tt ligg i fs med induerde spänningen EF.

8 8 Från oken hr vi: E F R Ekvtion 7.29

9 9 Elektrisk oh meknisk effekt Som ekvtion 7.31 Se Ψ R enrt som en proportionlitetskonstnt. I dtld förekommer knske orden spänningskonstnt eller momentkonstnt eller något nnt. Titt på enhetern så ger dess vägledning.

10 Poltl elektrisk frekvens oh mekniskt vrvtl 10 Ekvtion sid 7-63, längst ner.

11 11 Mtningsdonet ger syntetisk trefsspänning med vriel frekvens oh mplitud i d T1 T3 T5 U d T2 T4 T6 Figur 7.52 PM synkronmotor mtd från trefsig spänningsstyv väelriktre Mtningsdonet levererr en PWM-sinus spänning, som ger i stort sett smm motorkrktäristik som om det vore en sinusformd spänning. Vl v mtningsdon Mtningsdonet hr en märkspänning oh märkström. Det kn förekomm ndr ord än just märkspänning oh märkström. Dess märkstorheter egränsr det område i vilket mtningsdonet kn operer. Den ström som mtningsdonet kn leverer, märkströmmen, estäms indirekt v temperturen i hlvledrkristllern. Strömmen ger upphov till förlusteffekt som i sin tur ger upphov till en temperturökning (övertempertur). Storleken på temperturökningen estäms v kylförhållnden oh, såklrt v förlustern. Kylförhållnden rukr eskrivs med storheten termisk resistns. Ilnd nvänds kylflänsr för tt förstor kylytn vilket förättrr värmevgivningen (minskr den termisk resistnsen). Mtningsdonet klls oft drivdon eller servoförstärkre.

12 Mtningsdon 12 Nät, enfs (eller trefs) Börvärde, t.e. vrvtl Väelriktre Likriktre Mellnled U d Styrenhet PMsynkronmotor Strömmätning Vinkelmätning Vriel väelspänning Figur 7.63 Prinipiell uppyggnd v mtningsdon för PM synkronmotor Storleken v den spänning som kn leverers från mtningsdonet är egränsd v mellnledspänningen. Det enklste, oh därmed vnligste, är tt mellnledsspänningen i sin tur erhålles genom likriktning v nätspänningen oh egränss därför v denn. Dett ger följnde tumregler. Mellnledspänningen Ud är lik med toppvärdet v den mtnde väelspänningen. För ett trefsnät är det fråg om toppvärdet v huvudspänningen. Toppvärdet på den väelspänning som leverers efter väelriktning kn vriers från noll till Ud. De tre lindningrn i en mskin är Y-kopplde, oh lindningsspänningrn lir därför även fsspänningr. På en mskin är dok ej en fsspänning möjlig tt mät, då nollpunkten är oåtkomlig inne i mskinen. Däremot är den så kllde klämspänningen åtkomlig. Det är den spänning som i trefssystemet klls huvudspänning, spänningen melln två fser (eller linjer som är det okså klls).

13 13 Uppgift U7:35 U7:35 En PMSY- mskin med onslutn klämmor roters med 1000 vrv/min. Ett osilloskop nsluts melln två v PMSYmskinens klämmor vrvid vidstående spänning uppmättes. 100 V u 10 ms ) Vilken typ v PMSY-mskin är det? t ) Vilket poltl hr mskinen? ) Vilken mplitud oh frekvens får spänningen om PMSYmskinen istället roterr med 500 vrv/min? U F I R L E F UH Som figur 7.60 Trefsmskin

14 14 ) Hlvering v meknisk frekvensen ger hlvering v åde induerde spänningens frekvens oh mplitud: f_el =50/2 = 25 Hz. Respektive 100V/2= 50 V (toppvärde).

15 15 PMSY-mskinen koppls till ett mtningsdon oh nvänds som motor. Tomgångsförlustern får försumms i det följnde. d) Hur stor lir eleffekt oh elmoment om strömmen är 10 A rms vid 1000 vrv/min? e) Hur stor lir eleffekt oh elmoment om strömmen är 10 A rms vid 500 vrv/min?

16 d) Nu motordrift nsluten till mtningsdon som i figuren: 16 Prolemet är tt E F är induerd fsspänning oh de 100V vi hde vid 1000rpm vr induerd huvudspänning (toppvärde) motsvrnde effektivvärde är Dividers med roten ur tre för tt få fsspänning. Insättning: /HJ

Relevanta dokument

Likströmsmaskinen. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Likströmsmaskinen. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation Likströmsmskinen Olof Smuelsson Industriell Elektroteknik och Automtion Översikt Elektromgnetisk krftverkn Motortyper Likströmsmotor Synkronmotor Vridmoment i elmotor Inducerd emk i elmotor Likströmsmotorn