Capitolul 4 Update

7/23/2019 Capitolul 4 Update

http://slidepdf.com/reader/full/capitolul-4-update 1/40



Fig. 4.9. Geometria domeniul de calcul i re eaua de elemente finite

- miezul magnetic statoric MIEZ_STATOR, care con ine polii principali, jugul, poliiauxiliari;

- crest turile înf ur rii de compensare, COMP_PLUS i COMP_MINUS ;

- bobinele de excita ie, EX1PLUS, EX2PLUS, EX1MINUS i EX2MINUS ;- bobinele polilor auxiliari, AUX1PLUS, AUX1MINUS, AUX2MINUS i AUX2PLUS;- miezul magnetic rotoric, MIEZ_ROTOR;- crest turile rotorice, IPLUS, IMINUS i IZERO;- regiunile lineice FRONTIERA_EXT i FRONTIERA_INT, definite de conturul exterior,

respectiv interior al ma inii;- regiunea lineic Axa de simetrie, respectiv dou segmente ale axei orizontale Ox.

4.4.1. Modelul EF al câmpului magnetic inductor. Calculul caracteristicii de mers în gol

Caracteristica de mers în gol este dependen a tensiunii electromotoare induse Ue0 în func ie de

curentul de excita ie Ie , atunci când tura ia rotorului este constant . Modelul numeric pentrudeterminarea acestei caracteristici face apel la o geometrie simplificat a ma inii, f r înf urarede compensare i f r poli auxiliari. Imaginea din figura 4.10 con ine re eaua de elemente finite amodelului EF destinat determin rii caracteristicii de mers în gol. Miezurile magnetice statoric irotoric din tole sunt regiuni neconductoare, caracterizate prin curba de magnetizare B(H).

Modelul pentru determinarea caracteristicii de mers în gol consider ca surs a câmpului doarcurentul de excita ie Ie , curentul în înf urarea indusului fiind nul. Prin intermediul acestuimodel se determin structura câmpului magnetic inductor.

Liniile câmpului magnetic inductor sunt tangente axei de simetrie Ox. Prin urmare, modelulpentru determinarea caracteristicii de mers în gol consider condi ia de flux magnetic nul pe

regiunea lineic Axa de simetrie.

Fig. 4.10. Geometria simplificat i re eaua de elemente finite ale modelului pentru determinareacaracteristicii de mers în gol

Regiunile de suprafa i lineice ale domeniului de calcul au propriet ile fizice definite întabelul urm tor.

Nume regiune Tip regiune MIEZ_STATOR Magnetic , neconductoare



Fig. 4.11. Arcul de cerc în raport cu care se determin valoarea medie a induc iei magnetice în întrefier relativ la un pas polar

Caracteristica de mers în gol este reprezentat în figura 4.12.

Fig. 4.12. Caracteristica de mers în gol

Liniile câmpului magnetic inductor, Fig. 4.13, i harta acestuia, Fig. 4.14, arat nivelul desatura ie magnetic a diverselor zone ale circuitului magnetic al ma inii. Varia ia componenteinormale a induc iei în lungul întrefierului, Fig. 4.15, simetric în raport cu axa polilor inductori,permite evaluarea coordonatele unghiulare ale punctelor unde câmpul magnetic inductor estenul, puncte care apar in axei neutre a polilor inductori.

Fig. 4.13. Liniile câmpului magnetic inductor



Fig. 4.14. Harta câmpului magnetic inductor

Fig. 4.15. Varia ia câmpului magnetic inductor în lungul întrefierului

4.4.2. Modele EF destinate studiului fenomenului de reac ie a indusului. Rolul înf ur rii de compensare i al polilor auxiliari

Câmpul magnetic de reac ie al indusului este câmpul a c rui unic surs este curentul IA care parcurge înf urarea indusului/rotoric . Modelul EF destinat studiului fenomenului dereac ie a indusului presupune propriet ilor fizice ale unor regiuni conform tabelului urm tor.

Nume regiune Tip regiune EX1PLUS Nemagnetic , neconductoareEX2PLUS Nemagnetic , neconductoareEX1MINUS Nemagnetic , neconductoareEX2MINUS Nemagnetic , neconductoareIZERO Regiune cu densitate de curent nulIPLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JA

IMINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - JA



Liniile câmpului magnetic de reac ie a indusului sunt perpendinulare pe axa de simetrie Ox.Prin urmare, modelul acestui câmp consider condi ia de câmp magnetic normal pe regiunealineic Axa de simetrie.

În figura 4.16 sunt prezentate liniile câmpului magnetic de reac ie a indusului.

Fig. 4.16. Liniile câmpului magnetic de reac ie a indusului

Varia ia câmpului magnetic de reac ie a indusului în lungul întrefierului, Fig. 4.17, esteantisimetric în raport cu axele polilor inductori. Acest câmp magnetic are o valoare nenulimportant în axa neutr a polilor inductori.

Pentru a determina structura câmpului magnetic la func ionarea în sarcin a ma inii, adica câmpului care are dou surse, curentul din înf urarea de excita ie Ie i curentul indus rotoric

IA, se consider propriet ile fizice din tabelul urm tor.

Fig. 4.17. Varia ia câmpului de reac ie a indusului în lungul întrefierului



Nume regiune Tip regiune EX1PLUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , Je EX2PLUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , Je EX1MINUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , - Je EX2MINUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , - Je IZERO Regiune cu densitate de curent

nulIPLUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , JA IMINUS Regiune cu densitate de curent

cunoscut , - JA

Câmpului magnetic la func ionarea în sarcin nu este nici tangen ial i nici normal în axa desimetrie Ox, în schimb el satisface o condi ie de periodicitate. Prin urmare, modelul acestui câmp

consider o condi ie de ciclicitate a m rimii de stare în raport cu cele dou segmente ale regiuniilineice Axa de simetrie.

În figura 4.18 sunt prezentate liniile câmpul magnetic determinat de curentul de excita ie i decurentul prin indus, iar în figura 4.19 varia ia acestui câmp în lungul întrefierului.

Fig. 4.18. Liniile câmpului magnetic la func ionarea în sarcin



Fig. 4.20. Geometria i re eaua de elemente finite ale modelului pentru studiul efectului înf ur rii de compensare

Modelul EF destinat studiului compens rii fenomenului de reac ie a indusului presupunepropriet ile fizice din tabelul urm tor.

Nume regiune Tip regiune MIEZ_STATOR Magnetic , neconductoareMIEZ_ROTOR Magnetic , neconductoare

AER Nemagnetic , neconductoareEX1PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , Je EX2PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , Je

EX2MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - Je EX1MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - Je IZERO Regiune cu densitate de curent nulIPLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JA


COMP_MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JB

COMP_PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - JB

Model EF pentru studiul compens rii reac iei indusului consider de asemenea condi ia deciclicitate a m rimii de stare în raport cu cele dou segmente ale regiunii lineice Axa desimetrie.

Liniile câmpului magnetic produs exclusiv de înf urarea de compensare, respectiv pentruJe = JA = 0 în tabelul anterior, sunt prezentate în figura 4.21. În figura 4.22 s-a reluatreprezentarea liniile câmpului de reac ie a indusului din figura 4.16 pentru a ar ta c înf urareade compensare produce un câmp magnetic de sens opus câmpului de reac ie a indusului.



Fig. 4.21. Liniile câmpului magnetic creat de înf urarea de compensare

Fig. 4.22. Liniile câmpului magnetic de reac ie a indusului

În figurile 4.23, 4.24 este prezentat câmpul magnetic rezultant, creat de toate cele trei surse, înf urarea de excita ie, înf urarea de compensare i înf urarea indusului. Se observ c într-oma in în care câmpul datorat reac iei indusului este compensat prin prezen a inf ur rii decompensare, câmpul magnetic are o structur simetric în raport cu axele polilor inductori,asem n toare cu aceea a câmpului magnetic inductor, Fig. 4.13.

Fig. 4.23. Liniile câmpului rezultant în ma ina de curent continuu compensat



Fig. 4.24. Varia ia câmpului rezultant în întrefierul ma inii cu reac ie a indusului compensat

Valorile câmpului magnetic rezultant în axelor neutre ale polilor inductori sunt sensibil maimici decât cele în absen a înf ur rii de compensare, dar nu sunt nule, a a cum este de doritpentru func ionarea ideal a ma inii. Prin urmare, înf urarea de compensare a reac iei indusuluidetermin uniformizarea câmpului magnetic sub polii principali atunci când ma ina func ioneaz

în sarcin i contribuie la reducerea sensibil a valorii câmpului magnetic în axa neutr a polilorinductori, dar nu la anularea acestuia.

Efectul polilor auxiliari. Asigurarea unei valori nule a câmpului magnetic rezultant în axa

neutr a câmpului magnetic inductor presupune echiparea ma ina cu poli auxiliari. Aceasta esteo a doua solu ie de atenuare a efectele negative asociate fenomenului de reac ie a indusului.Modelul EF pentru studiul influen ei polilor auxiliari asupra reducerii câmpului magnetic în

axa neutr a polilor inductori are geometria din figura 4.25, f r înf urare de compensare, ipropriet ile fizice din tabelul urm tor.

Fig. 4. 25. Geometria modelului de studiu al efectului polilor auxiliari

Nume regiune Tip regiune

MIEZ_STATOR Magnetic , neconductoareMIEZ_ROTOR Magnetic , neconductoareAER Nemagnetic , neconductoare



EX1PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , Je EX2PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , Je EX2MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - Je EX1MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - Je IZERO Regiune cu densitate de curent nulIPLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JA


AUX1PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JC

AUX1MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - JC

AUX2MINUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , - JC

AUX2PLUS Regiune cu densitate de curent cunoscut , JC

i în acest model EF consider condi ia de ciclicitate a m rimii de stare în raport cu cele dousegmente ale regiunii lineice Axa de simetrie.

În figurile 4.26 i 4.27 se prezint liniile câmpului magnetic i varia ia acestuia în lungul întref ierului prev zut cu poli auxiliari, dar f r înf urare de compensare. Acest câmp are ca

surse curen ii prin înf urarea de excita ie, înf urarea indusului i înf urarea polilor auxiliari.Compara ia figurilor 4.27 (cu poli auxiliari) i 4.19 (f r poli auxiliari) arat clar reducereasensibil a câmpului magnetic în zona din jurul axei neutre a polilor inductori.

Fig. 4.26. Liniile câmpului magnetic, ma in cu poli auxiliari, f r compensare

Fig. 4.27. Varia ia câmpului în întrefierul ma inii cu poli auxiliari, f r compensare



4.5. Modele de studiu al unor regimuri dinamice ale ma inii de curent continuucu magne i permanen i, cu colector

Modelele de tip cuplaj câmp - circuit - mi care de rota ie, care fac obiectul acestui capitol,sunt destinate studiului unor regimuri dinamice corespunz toare pornirii, modific rii cuplului de

sarcin , frân rii contracurent i invers rii sensului de rota ie.Atât m rimile electrice cât i cele mecanice care caracterizeaz aceste modele sunt variabile

în timp, prin urmare câmpul electromagnetic corespunde regimului cvazista ionar de tipmagnetic. Solu iile modelelor sunt de tipul pas cu pas în domeniul timp, ceea ce înseamn osuccesiune de solu ii numerice în element finit pentru diverse momente de timp, începând dinmomentul ini ial pân în momentul cînd regimul de func ionare devine unul sta ionar.

4.5.1. Modelul de câmp, domeniul de calcul i re ea de elemente finite

Un motor al c rui câmp magnetic inductor este generat de magne i permanen i, cu2p = 2 poli, al c rui rotor are 3 din i i al c rui colector are 3 lamele i dou perii diametralopuse, are diversele regiuni ale domeniului de calcul 2D al câmpului magnetic prezentate înfigura 4.28. Este vorba de regiunea AER în interiorul i exteriorul motorului, regiuneaCARCASA, regiunea ROTOR, regiunile surs de câmp MAGNET_M i MAGNET_P,

regiunile BOB_1P, BOB_1M, BOB_2P, BOB_2M, BOB_3P i BOB_3M, care corespundlaturilor de ducere i de întoarcere ale celor trei bobine ale rotorului. Regiunea inelarINTREFIER separ partea fix a domeniului de calcul în care se afl magne ii permanen i departea mobil în care se afl rotorul.

Fig. 4.28. Regiunile domeniului de calcul

Re eaua de elemente finite ale domeniului de calcul este prezentat în figura 4.29.



Fig. 4.29. Re eaua de elemente finite a domeniului de calcul

4.5.2. Modelul de circuit

Circuitul din figura 4.30, care se asociaz modelului de câmp con ine sursa de tensiune V1 dealimentare a motorului, rezisten a intern R1, bobina de filtrare L1, cele trei bobine B1, B2, B3

ale rotorului i componentele P1-1, P1-2, P1-3, P2-1, P2-2, P2-3 care caracterizeaz starea închis / deschis a contactului periilor P1, P2 cu lamelele 1, 2, 3 ale colectorului, Fig. 4.31.

Fig. 4.30. Modelul de circuit



Cuplajul câmp-circuit. Componentele de circuit denumite GP1-1, GP1-2, GP1-3, GP2-1,GP2-2 i GP2-3, Fig. 4.30, care caracterizeaz contactul perii-lamele ale colectorului, au stareadependent de pozi ia relativ stator-rotor. Starea deschis a acestora se caracterizeaz prinrezisten a de valoare foarte mare, iar starea închis printr-o rezisten de valoare foarte mic .Alte m rimi care definesc componentele de acest tip sunt extinderea unghiular a periilor ilamelelor, l imea lamelelor fiind ceva mai mic decât pasul lamelelor, datorit izola iei dintre

acestea.Pozi ia unghiular relativ a celor 6 contacte din figura 4.30 rezult din figura 4.31.Propriet ile fizice ale unor regiuni ale domeniului de calcul sunt precizate în tabelul

urm tor.

Nume regiune Tip regiune Setul mecanic Material AER Nemagnetic , neconductoare STATOR VACUUM ROTOR Magnetic , neconductoare ROTOR OTEL_NEL MAGNET_P Magnetic , neconductoare STATOR MAGNET MAGNET_M Magnetic , neconductoare STATOR MAGNET

INTREFIER Nemagnetic , neconductoare INTREFIER VACUUM CARCASA Magnetic , neconductoare STATOR OTEL_NEL INFINIT Nemagnetic , neconductoare STATOR VACUUM

Pentru regiunile MAGNET_P i MAGNET_M se precizeaz orientarea materialului,respectiv direc ia i sensul magnetiz rii - orizontal .

Asocierea dintre cele 6 fe e corespunz toare celor trei bobine rotorice i componentele decircuit de tipul bobine de tip filiform, B1, B2, B3 este prezentat în tabelul de mai jos.

Nume regiune Orientare

curent Componenta de

circuit Setul mecanic

BOB_1P + B1 ROTOR BOB_1M - B1 ROTOR BOB_2P + B2 ROTOR BOB_2M - B2 ROTOR BOB_3P + B3 ROTOR BOB_3M - B3 ROTOR

Analiza rezultatelor simul rii. Prin postprocesarea rezultatelor simul rii se pot ob ine multeinforma ii referitoare la comportarea motorului în cursul regimului de pornire în gol. Spre

exemplificare, figura 4.32 con ine liniile de câmp la un anumit moment de timp, iar figura 4.33varia ia în timp a tura iei.



Fig. 4.32. Liniile câmpului magnetic

Fig. 4.33. Varia ia tura iei la pornirea motorului în gol

Varia iile în timp ale cuplului i curentului absorbit sunt prezentate în figurile 4.34 i 4.35.



Fig. 4.34. Varia ia în timp a cuplului la pornirea motorului în gol

Fig. 4.35. Varia ia în timp a curentului absorbit la pornirea motorului în gol

4.5.4. Modelul de studiu al regimului dinamic al pornirii în sarcin

În acest model motorul nu mai porne te în gol, respectiv cuplul rezistent la ax c0, rel. (4.13)are o valoare nenul . Rezultatele sunt prezentate in continuare.



Fig. 4.36. Varia ia tura iei lapornirea motorului în sarcin

Fig. 4.37. Varia ia în timp a cuplului i curentului la pornirea motorului în sarcin



4.5.4. Modelul de studiu al frân rii contracurent

Acest model presupune c motorului care func ioneaz sta ionar în sarcin , adic cu o valoareinvariabil în timp a tura iei, i se schimb brusc polaritatea tensiunii de alimentare. Cuplulelectromagnetic schimb de sens, tura ia scade la zero, ceea ce corespunde regimului de frînare.Dac alimentarea nu se întrerupe atunci când tura ia ajunge la valoarea zero, ma ina

func ioneaz ca motor în regim de pornire, sensul de antrenare fiind opus celui ini ial.Pasul de timp al studiului în acest model a fost redus la o p trime din valoarea celui

precedent. Rezultatele aplica iei referitoare la studiul frân rii fac obiectul figurilor 4.38 i 4.39

Fig. 4.38. Varia ia tura iei la frânarea contracurent

Fig. 4.39. Varia ia în timp a cuplului i curentului la frânarea contracurent



a)

b)

Fig. 4.42. Modele de circuit ale MCE

a) comanda aliment rii cu 3 tranzistoare; b) comanda cu 6 tranzistoare

T1 T2 T3

LA LB LC

A11

A12

A21

A22

A31

A32

B11

B12

B21

B22

B31

B32

C11

C12

C21

C22

C31

C32

ST

ST

T1 T2 T3

LB LC

B11

B12

B21

B22

B31

B32

LA

A11

A12

A21

A22

A31

A32

C11

C12

C21

C22

C31

C32

T4 T5 T6



La orice moment de timp dat modelele de circuit furnizeaz cuplajului câmp-circuit un num rsuplimentar de ecua ii, care fac leg tura între valorile necunoscute ale curen ilor prin cele treifaze ale motorului, care se reflect în necunoscuta J1 i câmpul magnetic la acel moment,exprimat prin necunoscuta A. Având în vedere c în ecua iile de circuit apar derivate alenecunoscutei A în raport cu variabila timp, solu ia face apel la metoda pas cu pas în domeniultimp.

Metoda pas cu pas în domeniul timp este impus i de considerarea rota iei. Pozi ia relativrotor-stator se modific de la un pas de timp la altul. Prin urmare, modelele în care rotorul se

afl în mi c are sunt caracterizate prin cuplajul câmp magnetic circuit cu configura iedependent de pozi ia relativ dintre stator i rotor - rota ie a unei regiuni a domeniului de câmp.

În cazul circuitului de alimentare al motorului cu 3 tranzistoare, logica de comand func ie depozi ia rotorului presupune c la orice moment de timp un sigur tranzistor se afl în conduc ie,fig. 4.43.a). Întrucât motorul are trei perechi de poli, p = 3, o perioad electric corespunde unuiunghi mecanic de 120°.

În cazul circuitului cu 6 tranzistoare, în orice moment de timp se afl în conduc ie treitranzistoare, fig. 4.43.b).

[°mec]

[°mec]

[°mec]

a)

b)

Fig. 4.43. Legi de comand a aliment rii fazelor statoruluia) 3 tranzistoare; b) 6 tranzistoare



4.6.3. Domeniul de calcul al câmpului magnetic, condi ii pe frontier , re eaua deelemente finite

Domeniul de calcul al câmpului magnetic din figura 4.44, delimitat de periferia exterioar arotorului, respectiv de conturul interior al miezului statoric con ine urm toarele regiuni:

- MIEZ_STATOR, regiune magnetic , neconductoare, reprezentând miezul magnetic

statoric realizat din tole; - MIEZ_ROTOR, regiune magnetic , conductoare reprezentând miezul magnetic rotoric

realizat din o el;- AER, regiune nemagnetic , neconductoare;- A11, A12, A21, , C32, regiuni de tip bobine filiforme, f r curen i indu i, în care

densitatea J1 a curentului este uniform repartizat pe sec iune. Modelul de material al acestorregiuni este neconductor i nemagnetic;

MAGNET1, MAGNET2, MAGNET3, regiuni neconductoare de tip magnet permanent,sursa câmpului magnetic inductor.

MAGNET1

C12

A11

A12B31

B32

C31

C32

A31

A32

B21

B22

C21

C22

B11

B12

C11

A22

A21

AIR

MIEZ_ROTOR

MIEZ_STATOR

MAGNET2

MAGNET3

Fig. 4.44. Domeniul de calcul al câmpului magnetic

M rimea de stare a câmpului magnetic satisface pe frontierele domeniului de calcul o condi iede tip Dirichlet, A = 0.

Re eaua de elemente finite a domeniului de calcul, fig. 4.45, constituit din triunghiuri, estemai dens în zona întrefierului întrucât în aceast regiune se concentreaz cea mai mare parte aenergiei magnetice.



Fig. 4.45. Re eaua de elemente finite a domeniului de calcul

4.6.4. Modelul în element finit pentru studiul cuplului reluctant al MCE Cuplul reluctant în ma inile electrice cu magne i permanen i este rezultatul interac iunii dintre

magne ii permanen i monta i pe una dintre arm turi i structura magnetic tip dinte - crest turde pe arm tura opus . Evaluarea cuplului reluctant presupune un model magnetostatic pentrupozi ii relative succesive ale structurii rotor - stator, f r alimentarea înf ur rilor ma inii,Fig. 4.46.

0 30

60 90Fig. 4.46. Liniile câmpului magnetic la diferite unghiuri ale pozi iei relative rotor - stator



Curba de varia ie a cuplului reluctant atunci când rotorul se rote te cu un pas dentar,Fig. 4.47, indic o valoare vârf - vârf important a cuplului reluctant, 6,426 mNm.

-0.004

-0.003

-0.002

-0.001

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Unghi pozitie [grade]

C u p l u [ N m ]

Fig. 4.47. Cuplul reluctant al motorului pentru rota ie a rotorului cu un pas dentar(40 mecanice)

4.6.5. Modelul în element finit pentru determinarea tensiunii electromotoare

induse în înf ur rile MCE

Varia ia instantanee a tensiunilor electromotoare induse în cele trei faze ale înf ur riistatorului, Fig. 4.49, corespunz toare tura iei de 2000 rpm a rotorului, este rezultatul unui model

EF de tip cuplaj câmp magnetic circuit - rota ie cu vitez constant , în care modelul decircuit este cel din figura 4.48. Acest circuit con ine doar laturile de bobin A11, A12, C32,inductivit ile capetelor de bobin , respectiv rezisten ele RVA, RVB, RVC ale unor voltmetre carem soar t.e.m. induse în cele trei faze ale statorului.

Fig. 4.48. Modelul de circuit pentru determinarea t.e.m. induse

LA LB LC

A11

A12

A21

A22

A31

A32

B11

B12

B21

B22

B31

B32

C11

C12

C21

C22

C31

C32

RVA RVB RVC



-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 .000 0 .005 0.010 0 .015

Timp [s]

T e n s i u n e

[ V ]

Circuit A

Circuit B

Circuit C

Fig. 4.49. T.e.m. induse în înf ur rile MCE la tura ia de 2000 rot/min

4.6.6. Modelul în element finit pentru studiul func ion rii în sarcin al MCEalimentat prin intermediul unui invertor în punte cu 3 tranzistoare

Acest model, care presupune cuplajul câmp magnetic circuit rota ie cu vitez constant , încare modelul de circuit este cel din figura 4.42 a), este destinat determin rii varia iei în timp acuplului electromagnetic i curen ilor. În cazul conect rii în stea a celor trei faze, alimentareamotorului de la o surs de curent continuu prin intermediul unui invertor cu 3 tranzistoare,

presupune o circula ie unidirec ional a curentului continuu prin aceste trei faze, fig. 4.42 a).Varia ia în timp a cuplului electromagnetic pentru viteza de 1000 rot/min este prezentat înfigura 4.50, iar în figura 4.51 se prezint varia ia corespunz toare a curentului pe faza A amotorului. Se eviden iaz oscila ii importante ale cuplului electromagnetic în raport cu valoareamedie, de 98,81%. Aceast variant de alimentare poate fi interesant doar pentru aplica iiieftine, în care nu exist restric ii referitoare la zgomotul i vibra iile generate de motor.

0

0.3

0.6

0.9

0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Timp [s]

C u p l u [ N m ]

Fig. 4.50. Varia ia cuplului electromagnetic pe o perioad , invertor cu 3 tranzistoare



0

20

40

60

0.01 0.015 0.02 0.025 0.03Timp [s]

C u r e n t [ A ]

Fig. 4.51. Curentul prin faza A (o perioad ), invertor cu 3 tranzistoare

4.6.7. Modelul în element finit pentru studiul func ion rii în sarcin al MCEalimentat prin intermediul unui invertor în punte cu 6 tranzistoare

Acest model este un cuplaj câmp magnetic sta ionar circuit rota ie cu vitez constant , încare modelul de circuit este cel din figura 4.42 b). Circuitul are 6 tranzistoare, trei dintre eleaflându-se în conduc ie la orice moment de timp, Fig. 4. 42 b). Oscila iile cuplului

electromagnetic raportate la valoarea medie, Fig. 4.52, la viteza impus de 1000 rot/min, suntmult mai mici decât în cazul invertorului cu 3 tranzistoare, valoarea relativ vârf - vârf fiind doarde 19,75%. Curentul pe faza A al motorului este prezentat în figura 4.53

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Timp [s]

C u p l u [ N

m ]

Fig. 4.52. Varia ia cuplului electromagnetic pe o perioad , invertor cu 6 tranzistoare



-6 0

-4 0

-2 0

0

20

40

60

0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Timp [s]

C u r e n t [ A ]

Fig. 4.53. Curentul prin faza A (o perioad ), invertor cu 6 tranzistoare

4.6.8. Modelul în element finit pentru studiul func ion rii în sarcin al MCE alimentatprin intermediul unui invertor PWM cu 6 tranzistoare

Pentru aceea i valoare a tura iei, 1000 rot/min, motorul este alimentat prin intermediul unuiinvertor PWM cu 6 tranzistoare, interpus între sursa de alimentare de curent continuu i

înf ur ri. Frecven a de comuta ie a invertorului PWM aste de 1 kHz, iar factorul de modula ie

în amplitudine este 0,67.Varia ia instantanee a cuplului electromagnetic are forma din figura 4.54, iar curentul prinfaza A a motorului este prezentat în figura 4.55. Se observ c oscila iile cupluluielectromagnetic fa de valoarea medie sunt mai reduse decât în cazurile anterioare, fiind doar de9,86 %.

0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

11 .2

1 .4

1 .6

1 .8

0 .0 0 6 0 .0 1 1 0 .0 1 6 0 .0 2 1 0 .0 2 6

T im p [ s ]

C u p l u [ N m ]

Fig. 4.54. Varia ia în timp a cuplului electromagnetic, invertor PWM



-60

-40

-20

0

20

40

60

0.006 0.011 0.016 0.021 0.026

Timp [s]

C u r e n t [ A ]

Fig. 4.55. Curentul pe faza A (o perioad ), invertor PWM



This document was created with Win2PDF available at http://www.daneprairie.com.The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.

http://www.daneprairie.com/




Capitolul 4 Update

Documents

Transcript of Capitolul 4 Update