Mapiranje efikasnosti i gubitaka AC motora
Nedavno su električne mašine postale važna tema u mnogim industrijama uključujući i proizvodnju struje, grejanje/hlađenje, transport i kućne uređaje. Sa povećanjem efikasnosti i porastom broja uređaja na baterije, efikasnost motora je tema koja je došla u žižu interesovanja. Od nedavno je povećana kontrola motora inverterima, pa je ova tema postala još značajnija. Motori su zbog mogućnosti kontrole, efikasnosti i sange postali rešenje za mnoge današnje potrebe. Težnja ka elektrifikaciji svih aspekata života dovela je do razvoja velikog broja istraživačkih grupa koje se fokusiraju na povećanje efikasnosti električnih motora.
Ispravna kontrola motora mora biti implementirana da bi se povećavala efikasnost industrijskih procesa. U najvećem broju slučajeva, regulator motora upravlja mašinom da bi se ostvario najefikasniji performans za potrebnu snagu. Da bi ovo bilo moguće, potrebno je dobro poznavati karakteristike mašine. Izrada mape motorne efikasnosti je najbolji način da se ovo postigne. To uključuje rad mašine u svim mogućim tačkama momenta i brzine u kojima mašina može da funkcioniše.
Opisaćemo ustaljene procedure putem kojih se mapiraju efikasnost i gubici AC motora koristeći HBK-ov Gen3i snimač podataka.
Probni sto
Probni sto koji se koristi za mapiranje efikasnosti i gubitaka je prikazan na slici 1. Probni sto se sastoji od sledećih osnovnih elemenata:
–motor koji se testira (motor under test = MUT) je motor sa trajnim magnetima (internal permanent magnets motor = IPM)
–kontroler motora je dSpace kartica sa posebnim analogno/digitalnim interfejsom
–pogonski motor (driving motor = DM) je motor sa trajnim magnetima (permanent motor = PM) kontrolisane brzine u koji ulazi dvosmerni pretvarač čiju brzinu zadaje dSpace kartica koristeći analogni dSpace DAC (pretvarač iz digitalnog u analogni) izlaz. Može se koristiti i CAN ili RS422 interfejs, u zavisnosti od sposobnosti komunikacije pretvarača koji napaja DM
-moment se meri uz pomoć HBK-ovog T40 davača momenta visoke preciznosti (slika 2) koji daje moment i poziciju osovine sa rezolucijom od 1024 impulsa po obrtaju (izlaz enkoderskog tipa). Senzor momenta se postavlja na mehaničku spojnicu između osovine MT-a i osovine PM-a. Podaci se prenose na merni sistem bežičnim putem
-fazne struje se mere s visokom preciznošću, spoljni LEM senzori (slika 3) koje napaja strujna senzorska kutija koja upravlja strujnim senzorima i generiše izlazne podatke koje snima HBK-ov snimač podataka sa akvizicionim kanalima velike brzine i brzinom uzorkovanja od 2Muzoraka/s. Pad napona na LEM šantovima stiže do Gen3i uz pomoć BNC kablova
-MUT line-to-line napone direktno meri Gen3i snimač koristeći akvizicione kanale visokog napone i velike brzine, sa brzinom uzorkovanja od 2Muzoraka/s. Na ovaj način, dobijeni naponi su stvarni PWM impulsi pod čijim je uticajem mašina
-osim što je rotor opremljen davačem momenta t40, Gen3i takođe meri rotorsku poziciju koristeći inkrementalni enkoder koji koristi i kontroler motora (kao što je pokazano na slici 1). Eksterna spliter kartica prima impulse enkodera i šalje ih kontroleru motora, kao i do Gen4i sa galvanskom izolacijom
-temperatura motora se meri uz pomoć tri termopara. Njih očitavaju izolacioni pojačavači koji se mogu programirati (slika 4) čiji izlazni podaci se pohranjuju na akvizicionu karticu niske brzine na uređaju Gen3i
MUT i DM su prikazani na slici 5, dok slika 6 sadrži opšti prikaz kontrolnog stola, sa HBK-ovom Gen3i akvizicijom.
