Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя.

kichrot

Starichok51 писал(а):
kichrot писал(а):Вы бы для начала почитали википедию ...
это ты, даже сославшись на википедию, так и не понял, что ШИМ в частотном преобразователе формирует синусоиду для двигателя.

Уважаемый Телекот, я надеюсь, что мы читаем одно и тоже:

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путём изменения скважности импульсов, при постоянной частоте.

Ну и при чем здесь синусоида???

График, иллюстрирующий применение трёхуровневой ШИМ для управления электродвигателем, которая используется в приводах асинхронных электродвигателей с переменной частотой. Напряжение от ШИ-модулятора, подаваемое на обмотку машины изображено синим (V). Магнитный поток в статоре машины показан красным (B). Здесь магнитный поток имеет приблизительно синусоидальную форму, благодаря соответствующему закону ШИМ.

И где здесь синусоида???

Реклама

Телекот

А вы пропустите это всё через ФНЧ и получите практически синус. Так как обмотка двигателя имеет большую индуктивность, то она представляет хороший фильтр. И ток через обмотку уже не имеет ступеней.

Реклама

kichrot

Уважаемый Телекот, я очень рад, что Вы разобрались с тем, что ШИМ к формированию синусоиды не имеет отношения. Так же я доволен, что Вы согласились с тем, что электродвигатель является в большинстве случаев эффективным фильтром низких частот, настолько эффективным, что по большому счету без разницы, какой формой переменного напряжения его питать или синусоидой, или меандром, или импульсами ШИМ. Разница между указанными случаями по КПД, мощности и потерям настолько незначительна, что ей в большинстве случаев пренебрегают.
А вот разница в управляемости двигателя при указанных формах напряжения действительно значительная и здесь явно первенствует ШИМ.

Считаю, что спор можно считать завершенным. Как говорится против истины не порешь.

Телекот

ШИМ формирует синусоидальный ток через двигатель. А не прямоугольный за который вы глотку рвёте.
А то что синусоида ШИМа состоит из прямоугольных импульсов это и школьник знает.
Против истины не попрёшь двигатель надо питать синусоидой и не важно чем она сформирована ШИМом или ещё чем.

Так и поступают все производители частотников.

Реклама

kichrot

Телекот писал(а):ШИМ формирует синусоидальный ток через двигатель. ...

Уважаемый Телекот, самое интересное, что и генератор меандра формирует синусоидальный ток через двигатель.

Реклама

Телекот

kichrot писал(а):формирует синусоидальный ток через двигатель.

Это уже что то новое, надо заявку на изобретение делать.

Может премию дадут на образование.

Если бы всё было так просто то производители частотников не делали ШИМ формирователь, а гнали бы прямоугольники 50Гц, Просто , дёшево и транзисторы копеечные.

Реклама

lalafau

kichrot писал(а):самое интересное, что и генератор меандра формирует синусоидальный ток через двигатель.

Генератор НЧ меандра - пилу или треугольник.
С помощью ВЧ меандра (>1000Гц) делают синус по методу SPWM.

"Имеющиеся расчеты, подтвержденные опытом эксплуатации электрооборудования при питании его несинусоидальным напряжением, показывают, что наибольший ущерб от высших гармоник составляет увеличение активных потерь и сокращение срока службы изоляции электродвигателей и силовых трансформаторов.
http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/DEPE ... me/1_3.htm
http://electricalschool.info/main/elsna ... monik.html"

kichrot

lalafau писал(а): ... наибольший ущерб от высших гармоник составляет увеличение активных потерь и сокращение срока службы изоляции ...

Вы же понимаете, что все в мире относительно???

Вот в связи с этой относительностью и встают вопросы:

1) увеличение активных потерь - увеличение насколько в процентах, по сравнению с питанием синусоидальным напряжением???

2) сокращение срока службы изоляции - сокращение насколько в процентах, по сравнению с питанием синусоидальным напряжением???

Может статься, что увеличение и сокращение присутствует, но разница настолько мала, что представляет только теоретический интерес.

Уважаемый lalafau, численные значения в относительных единицах измерения по увеличению активных потерь и сокращению срока службы изоляции Вы представить можете???

Без таких данных как то неубедительно Ваш пост выглядит.

lalafau

kichrot писал(а):Вы же понимаете, что все в мире относительно???

Именно. Идеальных чистейших меандра и синуса (в палате мер и весов) не существует.
Стандарт IEC60034-17 оперирует понятием dU/dt.

Примеры роста потерь в стали от гармоник попозже найду.
Пока это гляньте:
http://meganorm.ru/Data2/1/4293811/4293 ... iles/7.gif

kichrot

lalafau писал(а):...
Пока это гляньте:
http://meganorm.ru/Data2/1/4293811/4293 ... iles/7.gif

Спасибо. Этот материал я знаю и пока держал про запас.
Ценность этого материала в том, что он является ГОСТом РФ.

ГОСТ Р МЭК/ТС
60034-17-2009
5 Потери, вызываемые гармониками
...
Для примера на рисунке 4 в виде столбцовых диаграмм показаны результаты расчета составляющих потерь в двигателе (габарит 315 мм, конструкция N), питаемом от инверторов двух типов с различной формой и соответственно гармоническим составом питающего напряжения, а также от сети с синусоидальным напряжением. Данный пример иллюстрирует существенное различие составляющих потерь при использовании самых распространенных в настоящее время инверторов.

...

Потери, вызываемые рабочей частотой | Потери, вызываемые гармониками

E - потери на трение | J - потери на коммутацию

D - дополнительные потери от нагрузки | I - дополнительные потери от нагрузки

С - потери в стали | Н - потери в стали

В - потери в обмотках ротора | G - потери в обмотках ротора

А - потери в обмотках статора | F - потери в обмотках статора

1 - синусоидальное напряжение; 2 - инвертор тока; 3 - инвертор напряжения с ШИМ; 4 - диаграммы напряжения; 5 - потери; 6 - КПД

Рисунок 4 - Влияние инвертора на потери в асинхронном короткозамкнутом двигателе (315 мм типа N)
при номинальном токе и скорости
...
http://files.stroyinf.ru/data2/1/429381 ... htm#i76495

Как мы видим из данной диаграммы высшие гармоники снижают КПД асинхронного двигателя примерно на 1 (один) процент.
Так, что потерями от высших гармоник при питание АД несинусоидальным напряжением просто можно ПРЕНЕБРЕЧЬ. Это утверждает ГОСТ РФ.

Остается ускоренное старение изоляции.
Насколько быстрее стареет изоляция???

kichrot

Телекот писал(а):...
Если бы всё было так просто то производители частотников не делали ШИМ формирователь, а гнали бы прямоугольники 50Гц, Просто , дёшево и транзисторы копеечные.

Уважаемый Телекот, все не так просто.

Питание меандром не позволяет реализовывать в полной мере и гибко законы управления электродвигателем по частоте с сохранение момента, или тока, или мощности.
При вентиляторных или статичных нагрузках меандр вполне удовлетворяет. При динамически изменяемых нагрузках необходимое управление двигателем, при питание меандром, реализовать уже не возможно. Для нормального управления двигателем и изобрели ШИМ.
Применение ШИМ дает лучшее управление, а не говорит об особой вредности меандра.
Я уже помещал в теме ссылки на учебники, научные работы где это объяснено.

Так, что применение ШИМ для простейших случаев, как в первом посте этой темы, сродни стрельбы из пушки по воробьям. Автору темы, для его потребностей вполне подойдет и генератор меандра.

manowar

kichrot писал(а): Если бы Вы это утверждение обосновали чем нибудь.

обосновать что?
полагаете, что шим формирование синусоиды(пусть и без фильтра) в пром. частотных преобразователях - способ просто увеличить стоимость преобразователя? толи дело-клацай фазами, снимай плюшки!
шум, порождаемый пульсацией магнитного поля(и сил взаимодействия) при переходе через 0(аль смене полярности) "псевдосинуса" - часом не говорит о пульсации мгновенной угловой скорости вращения? полагаете, сие положительно влияет на момент на валу?
еканый бабай...тут всякие академики пишут труды о влиянии уровня гармоник сети на возникающие потери в двигателе, где в зависимости от номера гармоник возникают тормозящие и ускоряющие моменты...
а заодно смотрим на потери...

lalafau

kichrot писал(а):Насколько быстрее стареет изоляция???

Сами сравните, если не лень. Насосные компании предостерегают, мне как потребителю столь долгие опыты неинтересны.
Ещё учтите электроэрозию подшипников из-за ВЧ токов утечки при несинусе >>50Гц.

kichrot писал(а):5 - потери;

Как мы видим из данной диаграммы высшие гармоники снижают КПД асинхронного двигателя примерно на 1 (один) процент.

А тогда что такое 100 против 125% (параметр 5)?

И вот это как понимать?

"При питании от несинуса двигатели теряют мощность процентов на 20-30 и вся эта потеря преобразуется в тепло (т.е. они греются гораздо сильнее). Также наблюдается повышенное "гудение" двигателей."

Пусть продавцы инверторов пишут, но с ними согласны и потребители, питающие холодильники с асинхр. двигателями от своих аккумуляторов и имеющие "железные" параметры - время работы компрессора и расход кВт*ч в сутки на поддержание температуры.

Ещё производители инверторов, VFD и микросхем для синтеза SPWM (силовых) хвастают низким выходным коэфф-том нелинейных искажений и числом подавляемых гармоник синуса выше первой (2-58) до 252...504-х с ростом поколения чипа.
Но отнюдь не крутизной нарастания 1-й гармоники

harmotech.png: HT1219; (32.26 КБ) 381 скачивание

DC-AC

kichrot писал(а):Автору темы, для его потребностей вполне подойдет и генератор меандра.

Нет т.к 450Вт - это уже приличный мотор и ему крутить станок, на котором что-то будет делаться. Первая проблема - схема на ИЕ8 имеет неизменный коэффициент заполнения по длительности импульса полуволны 0,8 (так по схеме счётчика). При амплитуде 300В среднее намагничивающее напряжение за полупериод=(300В/2)*0,8=120В (без учёта потерь). Среднее намагничивающее синусоидальной сети 220В за полупериод = 0,45*220=99В. На 50Гц уже подмагничиваем моторчик, но пусть где-то предположим упадёт напряжение и мы выйдем в номинал, но только на 50Гц, ниже в любом случае замагничивание. Вторая проблема - движок конденсаторный, он и на синусе-то греется не слабо, а тут ещё рванину подать, кошмарить его будет здорово, о нормальном вращении и работе тут речь вообще не идёт. Либо постоянник с тиристорами и обратной связью для стабильных оборотов, либо асинхронник трёхфазный с частотником.

Про трёхфазнники есть видюшки осциллограм, правда качество не совсем, но что было под рукой на тот момент, когда отлаживал вектора.
Тут форма напряжения на обмотке двигателя при пространственном векторе, разгон идёт до 50Гц и затем до 75Гц и с переходом в конце на модуляцию меандра, для теста.
https://yadi.sk/i/VsaOpNfrkg9zn
А тут форма тока фазы снятая с шунта, при вышепоказанной форме напряжения. Обратите внимание как изменяется форма тока мотора при переходе с пространственно-векторной ШИМ на меандр, и делаем выводы.
https://yadi.sk/i/BbHgJJrvkgA6C

Телекот

kichrot писал(а):Питание меандром не позволяет реализовывать в полной мере и гибко законы управления электродвигателем по частоте с сохранение момента, или тока, или мощности.

Ну наконец то дошло, хоть на 3 сутки, но дошло. Я ещё на первой страницы говорил что на малых оборотах меандр совсем не пригоден.

Телекот писал(а):Я ещё на первой страницы говорил что на малых оборотах меандр совсем не пригоден.

ну, не меандр там (в частотниках) вовсе, а именно ШИМ, для получения синусоидальной огибающей нужной частоты.
ну, почему же. частотники фирмы "Danfoss" поддерживают момент на валу даже при почти нулевой скорости.
я это видел сам, так как наша фирма, где я работал, использовала эти частотники.

dr.doc

Danfoss позиционирует свои преобразователи для работы с компрессорным холодильным оборудованием. А компрессор - очень жесткая нагрузка, т.к. момент за один оборот двигателя момент "пробегает" из положительного (создаем давление) в отрицательное значение (поршень подталкивается остатками сжатого газа, и двигатель переходит в генераторный режим). И стабилизация частоты вращения в этих условиях требует огромных затрат на НИОКР.

dr.doc писал(а):Danfoss позиционирует свои преобразователи для работы с компрессорным холодильным оборудованием.

ты далеко не всё знаешь о Danfoss...
компрессоры и вентиляторы - это далеко не весь перечень целевых применений.
у них есть много различных применений.
более того, у них есть устройства мягкого пуска, где частота плавно нарастала до 50 Гц.
мы его использовали на ленточных конвейерах, где частота (скорость ленты) регулировалась от 5 Гц. а потом расширили диапазон регулирования даже от до 1% от 50 Гц, то есть, от 0,5 Гц. и при этом он замечательно держал момент даже на такой низкой скорости вращения двигателя.

Lukmas

Добавлю из личного опыта использования частотников , древние модулируют синус шим 4килогерц, более современные имеют в настройках выбор частоты модуляции , до16 килогерц, обычно ставлю 8 при длине кабеля до 30 метров, а про регулирование на низких оборотах, рулят частотники с векторным управлением, даже меньше чем 0.5 герц работают отлично