חלק מהיתרונות כמו עלות נמוכה, עיצוב מחוספס פחות מורכב וקל לתחזוקת מנועי זרם תוצאות רבות מהפעולות התעשייתיות מבוצעות באמצעות כונני AC מאשר כונני DC. מנוע אינדוקציה AC הוא סוג מיוחד של מנוע חשמלי בעל מאפיינים וביצועים אופייניים משלו מבחינת התנעה, בקרת מהירות, הגנות וכו '.

מנוע אינדוקציה AC

הביצועים במגוון רחב של יישומים מייצרים מנועי אינדוקציה תלת פאזיים אחראי על 85 אחוז מהקיבולת המותקנת של מערכות הנהיגה התעשייתיות. הבה נדון במידע בסיסי אודות מנוע זה וטכניקת השליטה המיוחדת שלו ב- SVPWM.

מנוע אינדוקציה AC תלת פאזי

מנוע אינדוקציה AC תלת פאזי הוא מכונה חשמלית מסתובבת שתוכננה לפעול על אספקה תלת פאזית. מנוע תלת פאזי זה נקרא גם כמנוע אסינכרוני. מנועי זרם חילופין אלה הם משני סוגים: מנועי אינדוקציה לסנאי ולהחליק טבעת . עקרון הפעולה של מנוע זה מבוסס על ייצור של שדה מגנטי מסתובב.

“בקרות מהירות למכוניות rc ”

בניית מנוע אינדוקציה בשלושה שלבים

מנועים תלת פאזיים אלה מורכבים מסטטור ורוטור וביניהם לא קיים חיבור חשמלי. הסטטורים והרוטורים האלה נבנו באמצעות חומרי ליבה מגנטיים גבוהים על מנת להפחית את ההיסטריה ואת הפסדי זרם האדי.

בניית מנוע אינדוקציה בשלושה שלבים

ניתן לבנות את מסגרת הסטאטור באמצעות ברזל יצוק, אלומיניום או פלדה מגולגלת. מסגרת הסטטור מספקת הגנה מכנית ותמיכה נדרשת לליבה למינציה של סטטור, לפיתולים ולסידורים אחרים לאוורור. הסטטור נפצע באמצעות פיתולים תלת פאזיים אשר חופפים זה עם זה במעבר פאזה של 120 מעלות המותאם למינציות מחוררות. ששת הקצוות של שלושת הפיתולים מוציאים ומחוברים לתיבת המסוף כך שפיתולים אלה מתרגשים על ידי אספקה ראשית תלת פאזית.

פיתולים אלה הם מחוט נחושת מבודד עם לכה המותאם למינציות מחוררות מבודדות. בכל טמפרטורות העבודה, לכה ספוג זה נשאר נוקשה. לפיתולים אלה יש עמידות בידוד גבוהה ועמידות גבוהה לאווירת המלח, לחות, אדים אלקליין, שמן ושומן וכו '. מה שמתאים לרמת המתח, פיתולים אלה מחוברים בשני חיבורי כוכבים או דלתא .

מנוע אינדוקציה לכלוב סנאי

הרוטור של מנוע אינדוקציה AC תלת פאזי שונה עבור מנועי אינדוקציה של כלובי סנאי. הרוטור בסוג הטבעת ההחלקה מורכב ממוטות אלומיניום או נחושת כבדים המקוצרים בשני קצוות הרוטור הגלילי. הפיר של מנוע האינדוקציה נתמך על שני מיסבים בכל קצוות כדי להבטיח סיבוב חופשי בתוך הסטטור ולהפחתת החיכוך. הוא מורכב מערימת למינציות פלדה המרווחות באופן שווה המנוקבות סביב היקפו לתוכם מונחות מוטות אלומיניום כבדים או בידוד נחושת.

רוטור מסוג טבעת החלקה מורכב מתפתולים תלת פאזיים שמכוכבים פנימה בקצה אחד, והקצוות האחרים מובאים החוצה ומחוברים לטבעות החלקה המותקנות על פיר הרוטור. ולפיתוח מומנט מתחיל גבוה מתחברים פיתולים אלה לריאוסטט בעזרת מברשות פחמן. נגד או ריאוסטט חיצוני זה משמש בתקופת ההתחלה בלבד. ברגע שהמנוע מגיע למהירות הרגילה, המברשות הן קצרות מעגל, ורוטור הפצע עובד כרוטור של כלוב סנאי.

“תדר ניתוק פעיל של מסנן מעבר גבוה ”

עקרון הפעלת מנוע אינדוקציה תלת-פאזי

כאשר המנוע מתרגש עם אספקה תלת פאזית, סלילת סטטור תלת פאזי מייצרת שדה מגנטי מסתובב עם 120 תזוזות בעוצמה קבועה המסתובבת במהירות סינכרונית. שדה מגנטי משתנה זה חותך את מוליכי הרוטור ומביא בהם זרם על פי עקרון חוקי האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי. מכיוון שמוליכי הרוטור הללו קצרים, הזרם מתחיל לזרום דרך המוליכים הללו.
בנוכחות השדה המגנטי של הסטטור, מוצבים מוליכי רוטור, ולכן, על פי עקרון כוח לורנץ, פועל כוח מכני על מוליך הרוטור. לפיכך, כל מוליכי הרוטור מכריחים, כלומר סכום הכוחות המכניים מייצר מומנט ברוטור הנוטה להזיז אותו לאותו כיוון של השדה המגנטי המסתובב.
ניתן להסביר סיבוב של מוליך רוטור זה גם על ידי החוק של לנץ האומר כי הזרמים המושרים ברוטור מתנגדים לסיבה לייצורו, כאן התנגדות זו היא שדה מגנטי מסתובב. תוצאה זו הרוטור מתחיל להסתובב באותו כיוון של השדה המגנטי המסתובב של הסטטור. אם מהירות הרוטור גבוהה ממהירות הסטטור, אז שום זרם לא יגרום ברוטור מכיוון שהסיבה לסיבוב הרוטור היא המהירות היחסית של השדות המגנטיים של הרוטור ושל הסטטור. סטטור זה והפרש שדות הרוטור נקראים החלקה. כך נקרא מנוע תלת פאזי מכונה אסינכרונית בשל הפרש מהירות יחסי זה בין הסטטור לרוטורים.
כפי שדנו לעיל, המהירות היחסית בין שדה הסטטור למוליכי הרוטור גורמת לסיבוב הרוטור בכיוון מסוים. לפיכך, לייצור הסיבוב, מהירות הרוטור Nr חייבת להיות תמיד קטנה ממהירות שדה הסטטור Ns, וההבדל בין שני הפרמטרים הללו תלוי בעומס על המנוע.

הפרש המהירות או החלקה של מנוע אינדוקציה AC ניתנים כ-

“תגובת תדר של מסנן מעבר נמוך ”

כאשר הסטטור נייח, Nr = 0 כך שההחלקה הופכת ל -1 או 100%.
כאשר Nr נמצא במהירות סינכרונית, החלקה הופכת לאפס כך שהמנוע לעולם אינו פועל במהירות סינכרונית.
החלקה במנוע אינדוקציה תלת פאזי מעומס מלא לעומס מלא היא כ 0.1% עד 3% לכן מנועי האינדוקציה נקראים כמנועים במהירות קבועה.

SVPWM שליטה במנוע אינדוקציה תלת פאזי

לרוב לשליטה במנועי האינדוקציה משתמשים בכוננים מבוססי מהפך PWM. בהשוואה לכונני תדרים קבועים, אלה PWM צלילה שליטה הן גודל המתח והן תדר הזרם, כמו גם המתח המופעל על מנוע האינדוקציה. על ידי שינוי אותות ה- PWM המופעלים על שערי מתג ההפעלה, כמות הכוח שמספק כוננים אלה משתנה גם כך שתושג בקרת מהירות מנוע אינדוקציה תלת פאזית.

בקרת SVPWM על מנוע אינדוקציה תלת פאזי על ידי Edgefxkits.com

מספר תכניות אפנון רוחב דופק (PWM) משמשות לשליטה בכונני מנוע תלת פאזיים. אך לרוב משתמשים ב- Sine PWM (SPWM) ובווקטור החלל PWM (SVPWM). בהשוואה ל- SPWM, בקרת SVPWM נותנת רמה גבוהה יותר של מתח בסיסי ותוכן הרמוני מופחת. כאן נתנו יישום מעשי של בקרת SVPWM זו באמצעות 8051 מיקרו-בקרים .

במעגל שלהלן, משמש מהפך מתח תלת-מפלסי להשגת שלושה מתח יציאה תלוי במתח אוטובוס DC. אספקה חד פאזית מתוקנת כדי לספק כוח DC למעגל המיקרו-בקר וגם למעגלי המהפך.

דיאגרמת חסימה של בקרת SVPWM במנוע אינדוקציה תלת פאזי מאת Edgefxkits.com

מעגל המהפך כולל שישה MOSFET לייצור אספקה תלת פאזית משתנה, לכל שלב נפרסים שני MOSFETs. שערי MOSFET אלה מחוברים ל- IC של נהג השער. עם קבלת אותות ה- PWM ממתגי הנהג של שער המיקרו את MOSFETs כך שמתח המוצא המתח AC משתנה. לכן משתנה AC זה עם שינוי מתח ותדר משתנה את מהירות המנוע .

זהו מידע בסיסי על מנוע אינדוקציה AC עם עקרון בנייה ועבודה. בנוסף לכך, לטכניקת SVPWM של בקרת מהירות המנוע יש יתרונות רבים מאשר טכניקות PWM אחרות כפי שראינו לעיל. אם יש לך ספק לגבי המיקרו-בקר המתכנת להטמעת טכניקת SVPWM בה, ניתן ליצור איתנו קשר על ידי תגובה למטה.

נקודות זיכוי: