ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΓΙΑ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙI

Transcript

1 ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ. ΚΑΡΛΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΓΙΑ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙI ΞΑΝΘΗ 2015

2 ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ (AUTOTUNΕ) ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η λειτουργία AUTOTUNE χρησιμοποιείται για τη μέτρηση και την αποθήκευση των παρακάτω παραμέτρων: Αντίσταση στάτη (STATOR RES) Αντίδραση σκέδασης (LEAKAGE INDUC) αμοιβαία επαγωγή/αντίδραση σκέδασης (MUTUAL INDUC) Οι παράμετροι αυτοί θεωρούνται σταθερές, ενώ οι υπόλοιποι σημαντικοί παράμετροι του ισοδύναμου κυκλώματος του επαγωγικού κινητήρα είναι μεταβλητές: η αντίδραση μαγνήτισης είναι συνάρτηση της πεπλεγμένης ροής του στάτη, η συνολική αντίσταση σκέδασης και η αντίδραση του δρομέα είναι συναρτήσεις της συχνότητας του δρομέα. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ M: Τριφασικός επαγωγικός κινητήρας βραχυκυκλωμένου κλωβού K2: Ταχύμετρο / οπτικός αισθητήρας ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Χρησιμοποιώντας τις συσκευές συναρμολογήστε το κύκλωμα του σχήματος. Στον κινητήρα συνδέστε τα 4, 5, 6, σε συνδεσμολογία αστέρα. 2. Κάντε τις παρακάτω ρυθμίσεις στη συσκευή 2309Β: Ο διακόπτης με κλειδί πίσω απ τη συσκευή να είναι στη θέση ΟΝ. Ο διακόπτης cw/fwd ccw/rev να είναι στη θέση cw/fwd. Ο διακόπτης SETPOINT MULTISTEP να είναι στη θέση SETPOINT. Ο διακόπτης LOOP να είναι στη θέση OFF. 3. Προγραμματίστε το εύρος λειτουργίας συχνότητας Hz και τη βασική συχνότητα 50 Hz. Εμφανίζεται: [LANGUAGE: ENGLISH ] 1. Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MAX SPEED: Hz] 2. Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MIN SPEED: 0.00 %] 3. Πληκτρολογείστε ( )( )( )( )( ): εμφανίζεται [BASE FREQUENCY: 50.0 Hz] 4. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [FULL LOAD CALIB: 2.3 A] 5. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [BASE VOLTS: %] 6. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [SETPOINT(REMOTE): 0.0%]

3 4. Για να εισάγετε τις παραμέτρους του κινητήρα πηγαίνετε στο μενού VECTOR SETUP. 1) Πληκτρολογείστε (PROG): εμφανίζεται [DIAGNOSTICS: menu at level 1] 2) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [SET UP PARAMETERS: menu at level 1] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [QUICK SETUP: menu at level 2] 4) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [VECTOR SETUP: menu at level 2] 5) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [VECTOR ENABLE: TRUE] 6) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται NAMEPLATE RPM: 1360 n/min] 7) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MOTOR POLES: 4] 8) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MOTOR VOLTS: V] 9) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [SUPPLY VOLTAGE: =370.1 V] 10) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MOTOR CONNECTION: STAR] 11) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [AUTOTUNE ENABLE: FALSE] 12) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [AUTOTUNE ENABLE: FALSE] 13) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [AUTOTUNE ENABLE: TRUE] 14) Πληκτρολογείστε Escape (E): εμφανίζεται [AUTOTUNE ENABLE: TRUE] Για να ξεκινήσει η λειτουργία AUTOTUNE πιέστε το πλήκτρο START. Η ακολουθία είναι η εξής.

4 Εμφανίζεται : [AUTOTUNE ENABLE: TRUE] [AUTOTUNING: NOLOAD I] [AUTOTUNING: INDUCTANCE] [AUTOTUNING: STATOR RES] [AUTOTUNING: COMPLETE] [AUTOTUNE ENABLE: FALSE] 5. Οι τιμές της αντίστασης του στάτη, της αυτεπαγωγής διαρροής και της αμοιβαίας επαγωγής βρίσκονται στο μενού VECTOR SETUP. Εμφανίζεται: [AUTOTUNE ENABLE: FALSE] 1) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [STATOR RES: ohm] 2) Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [LEAKAGE INDUC: 104.9mH] 3) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MUTUAL INDUC: mh] 4) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [VECTOR ENABLE: TRUE] 6. Για να εμφανίσετε την τιμή του ρεύματος εν κενώ πηγαίνετε στο μενού CURRENT FEEDBACK και θέστε τον συντελεστή ισχύος. Εμφανίζεται: [VECTOR ENABLE: TRUE] 1) Πληκτρολογείστε Escape (E): εμφανίζεται [VECTOR SETUP: menu at level 2] 2) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [FUNCTION BLOCKS: menu at level 2] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [INPUTS&OUTPUTS: menu at level 3] 4) Πληκτρολογείστε ( )( )( ): εμφανίζεται [MOTOR CONTROL: menu at level 3] 5) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT SCALE: menu at level 4] 6) Πληκτρολογείστε ( )( )( ): εμφανίζεται [CURRENT FEEDBACK: menu at level 4] 7) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [FULL LOAD CALIB: 2.3 A] 8) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [NO LOAD CALIB: 1.3 A] 9) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [POWER FACTOR: 0.80] 7. Σώστε τις πληροφορίες για περαιτέρω εφαρμογές. Εμφανίζεται: [POWER FACTOR: 0.80] 1) Πληκτρολογείστε Escape (E): : εμφανίζεται [CURRENT FEEDBACK: menu at level 4] 2) Πληκτρολογείστε Escape (E): : εμφανίζεται [MOTOR CONTROL: menu at level 3] 3) Πληκτρολογείστε Escape (E): : εμφανίζεται [FUNCTION BLOCKS: menu at level 2]

5 4) Πληκτρολογείστε Escape (E): : εμφανίζεται [SET UP PARAMETERS: menu at level 1] 5) Πληκτρολογείστε ( )( )( )( ): εμφανίζεται [PARAMETERS SAVE: menu at level 1] 6) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SAVE TO MEMORY: menu at level 2] 7) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SAVE TO MEMORY: UP FOR ACTION] 8) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [SAVE TO MEMORY: SAVING/COMPLETE] Εμφανίζεται [SAVE TO MEMORY: menu at level 2] 9) Πληκτρολογείστε Escape (E): εμφανίζεται [PARAMETERS SAVE: menu at level 1] ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ Να καταλάβετε τη λειτουργία του διανυσματικού ελέγχου και να μετρήσετε τις συνιστώσες του ρεύματος στάτη που παράγουν τη ροή και τη ροπή. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η τεχνικές ελέγχου των επαγωγικών κινητήρων με αντιστροφέα παρέχουν καλή απόκριση στάσιμης κατάστασης αλλά χαμηλή δυναμική απόκριση. H πλέον καθιερωμένη τεχνική που εμπίπτει σε αυτή την κατηγορία είναι ο έλεγχος με λόγο τάσης προς συχνότητα τροφοδοσίας (V/f). Το μέτρο της τάση τροφοδοσίας της μηχανής χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της μαγνητικής ροής εντός της μηχανής και η συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας ή ισοδύναμα η ολίσθηση χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ροπής της μηχανής και συνεπώς της ταχύτητάς της. Η μεταβολή της συχνότητας όμως, μεταβάλλει και τις επαγωγικές αντιδράσεις του στάτη και συνεπακόλουθα τα ρεύματα στάτη, μεταβάλλοντας τελικά και το πλάτος του κύματος της μαγνητικής ροής της μηχανής. Το αποτέλεσμα είναι η ροή διακένου να αποκλίνει απ την καθορισμένη τιμή και ο έλεγχος να μην έχει τα αναμενόμενα αποτελέσματα και τα επιθυμητά χαρακτηριστικά, ενώ ορισμένες φορές το σύστημα οδηγείται σε αστάθεια. Οι ταλαντώσεις της ροής διακένου προκαλούν ταλαντώσεις στην ηλεκτρομαγνητική ροπή και, αν δεν ελεγχθούν, και στην ταχύτητα. Με τον διανυσματικό έλεγχο είναι δυνατός ο ανεξάρτητος έλεγχος τόσο της ροής όσο και της ροπής. Το ρεύμα στάτη είναι η πηγή και του μαγνητικού πεδίου και του

6 ρεύματος δρομέα. Στους πιο κοινά χρησιμοποιούμενους κινητήρες βραχυκυκλωμένου κλωβού μόνο το ρεύμα στάτη μπορεί να ελεγχθεί απευθείας εφόσον του δρομέα δεν είναι προσβάσιμο. Το διάνυσμα ρεύματος του στάτη μπορεί να αναλυθεί κατά μήκος της ροής του δρομέα. Η συνιστώσα id που είναι παράλληλη με τη ροή του δρομέα αντιστοιχεί στο ρεύμα που παράγει το πεδίο και η εγκάρσια συνιστώσα iq είναι αυτή που παράγει τη ροπή. Προσοχή: Στις μετρήσεις, να ξεκινάτε πάντα με ελάχιστη ροπή. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Εμφανίζεται: [PARAMETERS SAVE: menu at level 1] 1) Πληκτρολογείστε ( )( )( )( ): εμφανίζεται [SET UP PARAMETERS: menu at level 1] 2) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [QUICK SETUP: menu at level 2] 3) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [VECTOR SETUP: menu at level 2] 4) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [VECTOR ENABLE: TRUE] 2. Πιέστε το κουμπί (L/R) για να ενεργοποιηθεί ο τοπικός έλεγχος. Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): xx %] 3. Θέστε ως πρώτη συχνότητα λειτουργίας f1=40hz, μικρότερη της βασικής συχνότητας. Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): xx %] Πληκτρολογείστε Menu (M) και ( ) μέχρι να εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 4. Πιέστε το κουμπί (RUN). Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] Ο κινητήρας πρέπει να εκκινήσει με την προκαθορισμένη επιτάχυνση και να φτάσει την ταχύτητα που αντιστοιχεί στην συχνότητα που επιλέχθηκε. 5. Για να εμφανίσετε τις τιμές των ρευμάτων πηγαίνετε στο μενού CURRENT FEEDBACK. Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 1) Πληκτρολογείστε PROG: εμφανίζεται [VECTOR ENABLE: TRUE] 2) Πληκτρολογήστε Escape (E): εμφανίζεται [VECTOR SETUP: menu at level 2] 3) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [FUNCTION BLOCKS: menu at level 2] 4) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [INPUTS&OUTPUTS: menu at level 3]

7 5) Πληκτρολογείστε ( )( )( ): εμφανίζεται [MOTOR CONTROL: menu at level 3] 6) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT SCALE: menu at level 4] 7) Πληκτρολογείστε ( )( )( ): εμφανίζεται [CURRENT FEEDBACK: menu at level 4] 8) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [FULL LOAD CALIB: 2.3 A] 9) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [NO LOAD CALIB: 1.3 A] 10) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [POWER FACTOR: 0.80] 11) Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [MOTOR CURRENT: =0.4 A] 12) Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [I MAGNETISING: =0.4 A] 13) Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [I TORQUE: =0 A] 6. Πάρτε μετρήσεις και συμπληρώστε τον πίνακα. Ι 1 : Motor Current Ι d : Magnetizing Current I q : Torque Current f1=40 Hz f2=50 Hz f3=60 Hz T 1 d q T 1 d q T 1 d q (Nm) ( ) (Nm) ( ) ( ) ( ) (Nm) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο (STOP): ο κινητήρας επιβραδύνεται και σταματάει. Θέστε ως δεύτερη συχνότητα λειτουργίας f2=50hz, ίση με τη βασική συχνότητα. 1) Πληκτρολογείστε (PROG) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 2) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 3) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 4) Πλήκτρο (PROG) : εμφανίζεται [MOTOR CURRENT: =0.3 A] 8. Πιέστε ξανά το κουμπί (RUN), πάρτε μετρήσεις και συμπληρώστε τον πίνακα. 9. Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο (STOP) : ο κινητήρας επιβραδύνεται και σταματάει.

8 Θέστε ως τρίτη συχνότητα λειτουργίας f3=60hz, μεγαλύτερη από τη βασική συχνότητα. 1) Πληκτρολογείστε (PROG) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 2) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 3) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 60.0%] 4) Πλήκτρο (PROG) : εμφανίζεται [MOTOR CURRENT: =0.4 A] 10. Πιέστε ξανά το κουμπί (RUN), πάρτε μετρήσεις και συμπληρώστε τον πίνακα. 11. Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο STOP: ο κινητήρας επιβραδύνεται και σταματάει. 12. Όταν ολοκληρώσετε την άσκηση 1) Πληκτρολογείστε Escape (E) αρκετές φορές έως ότου εμφανιστεί [AC MOTOR DRIVE ] 2) Πληκτρολογείστε (PROG): : εμφανίζεται [OPERATOR MENU] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): : εμφανίζεται [Setpoint ] 4) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [LANGUAGE: ENGLISH ] 13. Σχηματίστε σε ένα διάγραμμα τις καμπύλες T 1, T και T q για κάθε τιμή d της συχνότητας.

9

10 ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΟ ΛΟΓΟ V/f, Μέρος Ι ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ Να εξετάσετε τη χαρακτηριστική καμπύλη ταχύτητας ροπής ενός επαγωγικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου κλωβού. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Ο ασύγχρονος κινητήρας τροφοδοτείται με τάση μεταβλητής συχνότητας, που έχει σαν αποτέλεσμα τη μεταβολή του σύγχρονου αριθμού στροφών. Αυτό με τη σειρά του προκαλεί τη μετατόπιση της καμπύλης ροπής στροφών του κινητήρα προς τα δεξιά, όσο αυξάνεται η συχνότητα. Το σημείο λειτουργίας του κινητήρα μεταβάλλεται με αποτέλεσμα την ελέγξιμη μεταβολή των στροφών του. Για να δημιουργήσουμε την υψηλότερη δυνατή ροπή, θα πρέπει να διατηρηθεί η ροή σταθερή και κοντά στην ονομαστική της τιμή, καθώς μεταβάλλονται οι λειτουργικές καταστάσεις του κινητήρα. Προκειμένου να λειτουργεί στο μέγιστο επίπεδο ροής, θα πρέπει να ρυθμιστούν οι δυο ελεγχόμενες παράμετροι, η τάση τροφοδοσίας του στάτη V s και η συχνότητα ω s για κάθε κατάσταση λειτουργίας. Επομένως, ταυτόχρονα με την μεταβολή της συχνότητας μεταβάλλεται και η τάση τροφοδοσίας, ώστε να αυξάνεται το ρεύμα, όταν μειώνεται η συχνότητα και να επιτυγχάνεται οικονομική και αποδοτική λειτουργία του κινητήρα. Η σχέση ανάμεσα στην τάση τροφοδοσίας και στη συχνότητα είναι γραμμική εκτός από τις μικρές ταχύτητες. Μια ανύψωση τάσης παρέχεται σε χαμηλές ταχύτητες για να αντισταθμίζει την αντίσταση του στάτη. Η ταυτόχρονη μεταβολή τάσης και συχνότητας επιτρέπει στον κινητήρα να διατηρεί πρακτικά σταθερή τη μέγιστη ροπή. Στην ονομαστική ταχύτητα, ο κινητήρας τροφοδοτείται με την ονομαστική τάση και τη βασική συχνότητα. Για την αύξηση της ταχύτητας, σε τιμές πέρα από την ονομαστική, η συχνότητα γίνεται μεγαλύτερη από τη βασική. Όμως, η τάση τροφοδοσίας διατηρείται σταθερή στην ονομαστική τιμή, για την προστασία της μόνωσης των τυλιγμάτων. Επειδή η τάση δεν ακολουθεί την αύξηση της συχνότητας, η μαγνητική ροή μειώνεται καθώς η συχνότητα αυξάνει. Το αποτέλεσμα είναι η μείωση της μέγιστης ροπής ανατροπής με το τετράγωνο της συχνότητας. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ M: Τριφασικός επαγωγικός κινητήρας βραχυκυκλωμένου κλωβού K2: Ταχύμετρο / οπτικός αισθητήρας G: Ηλεκτρομαγνητικό φρένο K: Μετρητής ροπής PS: Τροφοδοσία φρένου

11 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Χρησιμοποιώντας τις συσκευές συναρμολογήστε το κύκλωμα του σχήματος. Στον κινητήρα συνδέστε τα 4, 5, 6, σε συνδεσμολογία αστέρα. 2. Κάντε τις παρακάτω ρυθμίσεις στη συσκευή 2309Β: Ο διακόπτης με κλειδί πίσω απ τη συσκευή να είναι σε οποιαδήποτε θέση. Ο διακόπτης cw/fwd ccw/rev να είναι σε οποιαδήποτε θέση. Ο διακόπτης LOOP να είναι στη θέση OFF. 3. Θέστε εντός τον διαφορικό διακόπτη πίσω απ τη συσκευή. 4. Προγραμματίστε το εύρος λειτουργίας συχνότητας Hz και τη βασική συχνότητα 50 Hz. Εμφανίζεται: [LANGUAGE: ENGLISH ] 1. Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MAX SPEED: Hz] 2. Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [MIN SPEED: 0.00 %] 3. Πληκτρολογείστε ( )( )( )( )( ): εμφανίζεται [BASE FREQUENCY: 50.0 Hz] 4. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [FULL LOAD CALIB: 2.3 A] 5. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [BASE VOLTS: %] 6. Πληκτρολογείστε ( )( ): εμφανίζεται [SETPOINT(REMOTE): 0.0%] 5. Πιέστε το κουμπί (L/R) για να ενεργοποιηθεί ο τοπικός έλεγχος. Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): xx %] 6. Θέστε ως πρώτη συχνότητα λειτουργίας f1=40hz, μικρότερη της βασικής συχνότητας. Πληκτρολογείστε Menu (M) και ( ) μέχρι να εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 7. Πιέστε το κουμπί (RUN). Προσοχή: Στις μετρήσεις, να ξεκινάτε πάντα με ελάχιστη ροπή Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] Ο κινητήρας πρέπει να εκκινήσει με την προκαθορισμένη επιτάχυνση και να φτάσει την ταχύτητα που αντιστοιχεί στην συχνότητα που επιλέχθηκε.

12 8. Προκειμένου να μετρηθεί η τάση του κινητήρα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η λειτουργία PATTERN GEN. Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 1) Πληκτρολογείστε (PROG): εμφανίζεται [DIAGNOSTICS: menu at level 1] 2) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [SET UP PARAMETERS: menu at level 1] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [QUICK SETUP: menu at level 2] 4) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [FUNCTION BLOCKS: menu at level 2] 5) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [INPUTS&OUTPUTS: menu at level 3] 6) Πληκτρολογείστε ( )( )( ): εμφανίζεται [MOTOR CONTROL: menu at level 3] 7) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT SCALE: menu at level 4] 8) Πληκτρολογείστε ( )( )( )( ): εμφανίζεται [PATTERN GEN: menu at level 4] 9) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [RADNOM PATTERN: =TRUE] 10) Πληκτρολογείστε ( )( )( )( ): εμφανίζεται [VOLTS: =295,5V]

13 9. Αυξήστε τη ροπή, πάρτε μετρήσεις και συμπληρώστε τον πίνακα. f1=40hz f2=50hz f3=60hz T (Nm) U (V) n (rpm) T (Nm) U (V) n (rpm) T (Nm) U (V) n (rpm) 10. Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο (STOP): ο κινητήρας επιβραδύνεται και σταματάει. 11. Θέστε ως δεύτερη συχνότητα λειτουργίας f2=50hz, ίση με τη βασική συχνότητα. Εμφανίζεται: [VOLTS: =0.0 V] 1) Πληκτρολογείστε (PROG) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 2) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 40.0%] 3) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 4) Πλήκτρο (PROG) : εμφανίζεται [VOLTS: =0.0V] 12. Πιέστε ξανά το κουμπί (RUN) και επαναλάβετε τα βήματα 8 και Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο (STOP) : ο κινητήρας επιβραδύνεται και σταματάει. Θέστε ως τρίτη συχνότητα λειτουργίας f3=60hz, μεγαλύτερη από τη βασική συχνότητα. Εμφανίζεται: [VOLTS: =0.0 V] 1) Πληκτρολογείστε (PROG) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 2) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 50.0%] 3) Πληκτρολογείστε ( ) : εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 60.0%] 4) Πλήκτρο (PROG) : εμφανίζεται [VOLTS: =0.0V] 14. Πιέστε ξανά το κουμπί (RUN) και επαναλάβετε τα βήματα 8 και Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο STOP: ο κινητήρας επιβραδύνεται και θα σταματάει.

14 16. Σχηματίστε σε ένα διάγραμμα τις καμπύλες T n για κάθε τιμή της συχνότητας. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΟ ΛΟΓΟ V/f, Μέρος II 1. Εμφανίζεται: [VOLTS: =0.0V] 1) Πληκτρολογείστε (E): εμφανίζεται [PATTERN GEN] 2) Πληκτρολογείστε ( )( )( )( )( )( )( ) (7 φορές): εμφανίζεται [CURRENT FEEDBACK: menu at level 4] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): εμφανίζεται [FULL LOAD CALIB: 2.3 A] 4) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [NO LOAD CALIB: 1.3 A] 5) Πληκτρολογείστε ( ) ( )( ): εμφανίζεται [MOTOR CURRENT: =0.4 A] 2. Πληκτρολογείστε PROG: εμφανίζεται [SETPOINT(LOCAL): 60.0%] 3. Πιέστε το κουμπί (RUN). Προσοχή: Στις μετρήσεις, να ξεκινάτε πάντα με ελάχιστη ροπή Εμφανίζεται: [SETPOINT(LOCAL): 60.0%] Ο κινητήρας πρέπει να εκκινήσει με την προκαθορισμένη επιτάχυνση και να φτάσει την ταχύτητα που αντιστοιχεί στην συχνότητα που επιλέχθηκε. 4. Αυξήστε το φορτίο και ρυθμίστε το ώστε ο κινητήρας να απορροφά μια καθορισμένη τιμή ρεύματος (Motor Current), 0.5Α. Παρακολουθείτε το ρεύμα πατώντας το κουμπί (PROG). Συμπληρώστε τον πίνακα. 5. Μειώνετε την τιμή της συχνότητας κατά 5 Hz μέχρι μία ελάχιστη τιμή (35 Hz) χρησιμοποιώντας το πλήκτρο ( ). Σε όλες τις συχνότητες πρέπει το απορροφούμενο ρεύμα να είναι ίσο. Συμπληρώστε τον πίνακα.

15 F (Hz) I (A) T (Nm) n (rpm) Po (W) Η μηχανική ισχύς είναι ίση με: Po=0.1047*T*n Παρατηρείστε ότι αρχικά η ροπή αυξάνεται ώστε το ρεύμα να παραμείνει ίδιο, ενώ στη συνέχεια παραμένει σταθερή. 6. Σταματήστε τον κινητήρα πιέζοντας το πλήκτρο (STOP). 7. Όταν ολοκληρώσετε την άσκηση 1) Πληκτρολογείστε Escape (E) αρκετές φορές έως ότου εμφανιστεί [AC MOTOR DRIVE ] 2) Πληκτρολογείστε (PROG): : εμφανίζεται [OPERATOR MENU] 3) Πληκτρολογείστε Menu (M): : εμφανίζεται [Setpoint ] 4) Πληκτρολογείστε ( ): εμφανίζεται [LANGUAGE: ENGLISH ] 8. Σχηματίστε σε ένα διάγραμμα τις καμπύλες T n και Po n για κάθε τιμή της συχνότητας.

16 ΠΕΔΗΣΗ ΜΕ ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΔΥΟ ΦΑΣΕΩΝ (PLUGGING), Μέρος Ι Με την εναλλαγή δυο φάσεων αντιστρέφουμε τη φορά περιστροφής του μαγνητικού πεδίου του στάτη κ έτσι αλλάζει διεύθυνση η ροή διακένου και αντιτίθεται στον κινητήρα, με αποτέλεσμα την πέδηση του κινητήρα. Σ αυτήν την περίπτωση πρέπει να αφαιρεθεί η τροφοδοσία όταν σταματήσει ο κινητήρας αλλιώς θα επιταχυνθεί αντίθετα. Μεγάλο μειονέκτημα της μεθόδου είναι η έντονη καταπόνηση της μηχανής. Γι αυτόν τον λόγο χρησιμοποιείται στον στάτη αντίσταση ώστε να περιοριστεί το ρεύμα του δρομέα και κατά συνέπεια η θερμότητα και η μηχανική καταπόνηση. Επίσης περιορίζεται η ροπή που αντιτίθεται στον κινητήρα και έτσι το σταμάτημα είναι λιγότερο απότομο. Στο σχήμα 1 φαίνεται η λειτουργία του κυκλώματος. Όταν ο διακόπτης RUN/PLUG είναι στη θέση RUN ο κινητήρας συνδέεται στην τροφοδοσία. Όταν ο διακόπτης RUN/PLUG είναι στη θέση PLUG εναλλάσσονται οι δύο φάσεις και προστίθενται αντιστάσεις στο κύκλωμα. Critical plugging: Αφαιρείται η τροφοδοσία τη στιγμή που μηδενίζεται η ταχύτητα. Underplugging: Αφαιρείται η τροφοδοσία πριν μηδενιστεί η ταχύτητα. Plug/reverse: Η τροφοδοσία δεν αφαιρείται κ ο κινητήρας επιταχύνεται αντίστροφα. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ AC machine control trainer AE 637 3φασικό επαγωγικό κινητήρα βραχυκυκλωμένου κλωβού EMS 8229 μονάδα παροχής ρεύματος EMS 8829 Αμπερόμετρο DC EMS 8428 Βολτόμετρο DC EMS 8419 Καλώδια συνδέσεων EMS 8941 Ταχύμετρο EMS 8931 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Χρησιμοποιώντας τις συσκευές συναρμολογήστε το κύκλωμα του σχήματος Κάντε τις παρακάτω ρυθμίσεις στον παλμογράφο: Θέστε τον διακόπτη AC GND DC στη θέση DC για να παρατηρούμε συνεχή σήματα. Τοποθετήστε τον ρυθμιστή time/div στη θέση 0.2 sec/div. Τοποθετήστε τον ρυθμιστή volts/div στη θέση 1 V/DIV.

17 3. Θέστε εντός τον διακόπτη του τροφοδοτικού. 4. Θέστε τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer (του pluggin) στη θέση RUN. Σχήμα 1

18 5. Περιγράψτε τι συμβαίνει στην κουκίδα στην οθόνη του παλμογράφου όσο ο κινητήρας περιστρέφεται. Αν η κουκκίδα μετακινείται κάτω από τη γραμμή αναφοράς, απενεργοποιήστε το τροφοδοτικό και αντιστρέψτε τις δύο από τις τρεις συνδέσεις του κινητήρα. Σημειώστε την ταχύτητα 6. Αφήστε το διακόπτη και ξεκινήστε πάλι τον κινητήρα. Καταγράψτε τα ρεύματα εκκίνησης σε κάθε φάση. Τα ρεύματα πρέπει να είναι μέγιστα κατά την εκκίνηση του κινητήρα και σταδιακά να μειώνονται όσο επιταχύνεται ο κινητήρας. Σημείωση: Τοποθετήστε τα αμπερόμετρα στην κλίμακα 5 Α. 1,εκκίνησης= Aac 2,εκκίνησης = Aac 3, εκκίνησης = Aac 7. Υπολογίστε το μέσο ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα. Average= ( ) / 3 Average = Aac 8. Επανεκκινήστε τον κινητήρα με χρήση του διακόπτη RUN/PLUG στη θέση RUN του trainer και αφήστε τον να φτάσει την πλήρη ταχύτητα. 9. Θέστε τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer στη θέση PLUG και καταγράψτε το ρεύμα πέδησης που εμφανίζεται στο αμπερόμετρο. 1= Aac 2 = Aac 3 = Aac 10. Υπολογίστε το μέσο ρεύμα του κινητήρα. Average= ( ) / 3 Average = Aac

19 11. Καθορίστε το ποσοστό επί τοις εκατό του ρεύματος εκκίνησης που χρησιμοποιείται για να συμβεί στον κινητήρα δυναμική πέδηση με τον ακόλουθο τύπο: *100= % *100= % 12. Επανεκκινήστε τον κινητήρα με χρήση του διακόπτη RUN/PLUG στη θέση RUN του trainer και αφήστε τον να φτάσει την πλήρη ταχύτητα. 13. Θέστε τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer στη θέση PLUG. Βλέπετε την οθόνη του παλμογράφου και αφήστε το διακόπτη τη στιγμή που η τελεία φτάσει τη γραμμή αναφοράς. 14. Καταγράψτε τον χρόνο πέδησης. Χρόνος πέδησης (sec) = 0.2 sec/div * εκατοστά Χρόνος πέδησης = sec 15. Επανεκκινήστε τον κινητήρα με χρήση του διακόπτη RUN/PLUG στη θέση RUN του trainer και αφήστε τον να φτάσει την πλήρη ταχύτητα. Θέστε ξανά τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer στη θέση PLUG, αλλά αυτή τη φορά αφήστε τον διακόπτη πριν η τελεία φτάσει τη γραμμή αναφοράς. 16. Περιγράψτε τι συμβαίνει στον κινητήρα και στην κουκίδα στην οθόνη του παλμογράφου. 17. Eπανεκκινήστε τον κινητήρα και αφήστε τον να φτάσει την πλήρη ταχύτητα. Θέστε ξανά τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer στη θέση PLUG, αλλά αυτή τη φορά κρατήστε τον διακόπτη εκεί για αρκετά δευτερόλεπτα και ύστερα αφήστε τον. 18. Περιγράψτε τι συμβαίνει στον κινητήρα και στην κουκίδα στην οθόνη του παλμογράφου. 19. Θέστε εκτός τον διακόπτη του τροφοδοτικού.

20 Σχήμα 2 ΠΕΔΗΣΗ ΜΕ ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΔΥΟ ΦΑΣΕΩΝ (PLUGGING), Μέρος ΙΙ 1. Θέστε εντός τον διακόπτη του τροφοδοτικού. 2. Θέστε τον διακόπτη RUN/PLUG του trainer στη θέση PLUG και καταγράψτε τα ρεύματα εκκίνησης σε κάθε φάση.

21 1,εκκίνησης Aac 2,εκκίνησης Aac 3, εκκίνησης Aac 3. Γιατί είναι περισσότερος ο χρόνος που χρειάζεται ο κινητήρας να φτάσει τη μέγιστη ταχύτητα όταν εκκινεί με τον διακόπτη στη θέση PLUG; 4. Πιέστε τον διακόπτη RUN/PLUG στη θέση PLUG μέχρι να φτάσει τη μέγιστη ταχύτητα και μετακινήστε τον στη θέση RUN. Καταγράψτε τα στιγμιαία ρεύματα και τα ρεύματα λειτουργίας σε κάθε φάση. Σημείωση: να βάλετε ένα αμπερόμετρο στην κλίμακα 5 Α και ένα στην κλίμακα 1.5 Α. 1,στ Aac 2,στ Aac 3,στ Aac 1,λειτ Aac 2,λειτ Aac 3,λειτ Aac 5. Υπολογίστε το μέσο ρεύμα του κινητήρα. average=( ) / 3 av,στ = Aac av,λειτ Aac 6. Πιέστε τον διακόπτη RUN/PLUG στη θέση PLUG μέχρι να φτάσει τη μέγιστη ταχύτητα. Βλέπετε την οθόνη του παλμογράφου και μετακινήστε τον διακόπτη στη θέση RUΝ και καταγράψτε τον χρόνο πέδησης. Χρόνος πέδησης (sec) = 0.2 sec/div * DIV Χρόνος πέδησης = sec. 7. Πιέστε τον διακόπτη RUN/PLUG στη θέση PLUG μέχρι να φτάσει τη μέγιστη ταχύτητα. Βλέπετε την οθόνη του παλμογράφου και αφήστε το διακόπτη και καταγράψτε τον χρόνο πέδησης. Χρόνος πέδησης (sec) = 0.2 sec/div * DIV Χρόνος πέδησης = sec. 8. Θέστε εκτός το τροφοδοτικό και τον κινητήρα.

22 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΕΔΗΣΗ (DYNAMIC BRAKING) Στη δυναμική πέδηση ο στάτης αποσυνδέεται από το τριφασικό δίκτυο και τροφοδοτείται με συνεχή τάση από πηγή ή μέσω ανορθωτή. Ρέει στον στάτη συνεχές ρεύμα και δημιουργείται dc ροή. Δημιουργούνται τάσεις στον δρομέα και ρέει το dc ρεύμα στον δρομέα, το οποίο σε συνδυασμό με την dc ροή δημιουργούν ροπή αντίθετη στη ροπή του κινητήρα. Τοποθετούνται αντιστάσεις που μειώνουν την dc ροή στο διάκενο και κατά συνέπεια μειώνεται το ρεύμα που μεταφέρεται στον δρομέα. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να ρυθμιστεί ο χρόνος πέδησης. Στο σχήμα 1 φαίνεται η λειτουργία του κυκλώματος. Όταν ο διακόπτης S1 RUN/BRAKE είναι στη θέση RUN ο κινητήρας συνδέεται στην τροφοδοσία. Όταν ο διακόπτης RUN/BRAKE είναι στη θέση BRAKE ο κινητήρας συνδέεται σε συνεχή τάση και προστίθενται αντιστάσεις στο κύκλωμα. Όταν ο διακόπτης S2 είναι ανοιχτός χρησιμοποιούνται 2 αντιστάσεις, ρέει μικρότερο ρεύμα στο κύκλωμα και ο κινητήρας σταματάει πιο αργά, ενώ όταν ο διακόπτης S2 είναι κλειστός χρησιμοποιείται μόνο μία αντίσταση και ο χρόνος πέδησης είναι μικρότερος. Επομένως έχουμε δύο επιλογές: Fast braking και Slow braking ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Χρησιμοποιώντας τις συσκευές συναρμολογήστε το κύκλωμα του σχήματος 2. Προσοχή! Σύνδεση στους ακροδέκτες (1,2,3) του Dynamic Braking και χρήση DC αμπερομέτρου. 2. Θέστε εντός τον διακόπτη του τροφοδοτικού. 3. Θέστε τον διακόπτη RATE στο DYNAMIC BRAKING του trainer στη θέση SLOW. 4. Θέστε τον διακόπτη RUN/BRAKE του trainer (του dynamic braking) στη θέση RUN. 5. Περιγράψτε τι συμβαίνει στην κουκίδα στην οθόνη του παλμογράφου όσο ο κινητήρας περιστρέφεται. Αν η κουκκίδα μετακινείται κάτω από τη γραμμή αναφοράς, απενεργοποιήστε το τροφοδοτικό και αντιστρέψτε τις δύο από τις τρεις συνδέσεις του κινητήρα. Σημειώστε την ταχύτητα

23 Σχήμα 1

24 6. Μετακινήστε τον διακόπτη στη θέση BREAK και καταγράψτε το ρεύμα πέδησης. = A 7. Περιγράψτε τι συμβαίνει στον κινητήρα. 8. Επανεκκινήστε τον κινητήρα, επαναλάβετε τη διαδικασία και μετρήστε τον χρόνο πέδησης του κινητήρα. Χρόνος πέδησης = sec 9. Περιγράψτε τι συμβαίνει στην οθόνη του παλμογράφου κατά τη διάρκεια της πέδησης. 10. Θέστε τον διακόπτη RATE στο DYNAMIC BRAKING του trainer στη θέση FAST. 11. Επαναλάβετε τα βήματα 4 μέχρι = A 13. Περιγράψτε τι συμβαίνει στον κινητήρα και στο ρεύμα. 14. Χρόνος πέδησης = sec 15. Θέστε εκτός το τροφοδοτικό και τον κινητήρα.

25 Σχήμα 2