Motoarele sunt utilizate în aproape toate scenariile de aplicație, iar dispozitivul de acționare le controlează. Dar aproape diferite tipuri de motoare au timpi de funcționare diferiți. Unele motoare sunt mereu în funcțiune, iar unele motoare funcționează pentru o perioadă scurtă de timp în timpul ciclului de lucru sau funcționează alternativ în timpul ciclului. Pentru a înțelege mai intuitiv sistemul de lucru al motorului, putem împărți ciclul de lucru al motorului în perioade de timp, cum ar fi pornire, sarcină, frână, fără sarcină și repaus, precum și durata și secvența fazelor.
1.1 Funcționarea continuă înseamnă că motorul poate funcționa continuu sub tensiunea nominală și sarcina nominală fără a opri funcționarea. 1.2 Funcționare periodică înseamnă că motorul poate funcționa doar intermitent în condiții nominale, adică motorul trebuie să se „odihnească” după ce a funcționat pentru o perioadă de timp. De obicei, este exprimat prin ciclul de funcționare, adică, într-un ciclu, procentul raportului dintre timpul de funcționare în sarcină continuă a motorului și ciclul. De exemplu, un motor care funcționează la o rată de sarcină temporară de 40% va funcționa timp de 4 minute și 6 minute de „odihnă” într-un ciclu de 10 minute și va funcționa alternativ în acest mod. 1.3 Funcția de lucru pe timp scurt înseamnă că motorul poate funcționa doar într-un timp limitat în condiții nominale, cu o perioadă scurtă de lucru și o perioadă lungă de oprire. Dacă continuă să funcționeze peste timpul specificat, motorul se poate supraîncălzi și se poate deteriora.
2. În IEC60034-1, 10 tipuri de sarcini de lucru cu motor sunt împărțite și caracterizate. Această sarcină de lucru arată că motorul poate funcționa un timp suficient de lung și temperatura atinge o valoare stabilă. Motorul sistemului de lucru S1 este adesea folosit pentru a controla sistemele de acționare, compresoare, transportoare etc. În această sarcină de lucru, timpul de funcționare a motorului este foarte scurt, iar timpul de încălzire este mult mai mic decât timpul de răcire. Prin urmare, motorul va fi preîncălzit la temperatura ambiantă înainte de a porni din nou. Funcționează după o serie din același ciclu de lucru care nu atinge starea de echilibru termic, fiecare ciclu include o perioadă de timp de funcționare cu sarcină constantă și o perioadă de interval de oprire (timp de oprire a energiei). Curentul de pornire al fiecărui ciclu în această activitate de lucru nu are un efect semnificativ asupra creșterii temperaturii. Cu toate acestea, ciclul trebuie să dureze 10 minute, iar rata de încărcare temporară trebuie să fie una dintre 15%, 25%, 40% și 60%.
Similar cu S3, dar pornirea este adăugată pe baza lui S3, deci este necesar momentul de inerție al sarcinii motorului, adică capacitatea de accelerare a motorului. Similar cu S4, este necesar momentul de inerție al sarcinii motorului. Cu toate acestea, toate perioadele de timp sunt prea scurte pentru a atinge temperaturile lor de echilibru. Ciclu de funcționare = lucru (sarcină + fără sarcină), consultați S3. Funcționează după o serie de același ciclu de lucru, fiecare ciclu include o perioadă de timp de pornire, o perioadă de timp de funcționare cu sarcină constantă și o perioadă de timp de frânare electrică rapidă, fără oprire. Adică a fost adăugat S6 pentru pornire. Este mai complicat. Fiecare ciclu include o perioadă de timp de funcționare cu sarcină constantă la o viteză predeterminată și una sau mai multe perioade de timp de funcționare cu sarcină constantă la viteze diferite.
Sarcina de muncă neperiodică în care sarcina și viteza se modifică în intervalul admis. Acest tip de sarcină include supraîncărcări frecvente, iar valoarea sa poate depăși sarcina maximă. Incluzând nu mai puțin de 4 tipuri de valori de sarcină discrete (sau sarcină echivalentă) ale sarcinii de lucru, care pot include funcționarea fără sarcină și oprirea, sub fiecare sarcină, ajunge la starea de echilibru termic (chiar fără sarcină sau oprire), într-un lucru valoarea minimă a sarcinii în ciclu poate fi zero. Sarcina de lucru motor se referă la metoda specifică de control al mișcării motorului. Este un fel de instrucțiuni de lucru pentru a evita supraîncălzirea și arderea motorului. Este, de asemenea, un fel de cerere a utilizatorului. În același timp, vă îndrumă și în alegerea unui motor potrivit în funcție de sarcina de funcționare a motorului.
Principiul de funcționare în încărcarea dinamică
Cand un motor este conectat la o sursă alternativă de tensiune de 50 Hz și se roteste cu o viteză mai mare decât viteza sa sincrona, va livra energie către sursa. Un exemplu ar fi o bandă care transporta încărcătura la vale. Acest principiu permite motorului să lucreze în regim de generator. Energia generată este direct proporțională cu alunecarea (diferenta relativa intre turatia campului statoric și turatia rotorului), la fel cum cuplul motorului este direct proporțional cu alunecarea. În esență, dacă rotorul se invarte mai repede decat campul magnetic invartitor, motorul devine generator. Daca motorul se invarte mai încet decât câmpul magnetic invartitor, motorul se comporta ca un motor.
Folosind acest principiu, un motor conectat la un convertizor poate fi folosit pentru a incetini rapid sau a opri o sarcina. Daca, de exemplu, frecventa pe iesirea convertizorului este 45 Hz (motorul de 1500 rpm se invarte la 1350 rpm) motorul poate fi incetinit prin reducerea lenta a frecventei de iesire. In momentul reducerii frecventei, rotorul se invarte mai repede decat campul magnetic invartitor si de aceea devine generator. Cand un motor franeaza (decelereaza), energia motorului este livrata convertizorului, nivelul tensiunii etajului c.c. va creste pana la nivelul de declansare, convertizorul nu va mai functiona, iar sarcina se va opri liber.
In aplicatii cu inertie mare aceasta ar putea insemna un timp foarte lung pana la oprirea sarcinii. Daca un al saptelea IGBT se adauga la etajul c.c. si se conecteaza un rezistor extern pentru franare dinamica la acel tranzistor, energia de franare a motorului poate fi disipata foarte eficient. Rezistoarele de franare pot fi achizitionate pentru diferite regimuri de functionare. Conform definitiei date de Toshiba, un rezistor pentru regim de functionare de 100% are capacitatea de a disipa 100% din cuplul de franare pentru 50% din timpul in care este conectat la convertizor, daca motorul functioneaza la viteza nominala. “Cuplul procentual”, prin urmare “puterea”, adica “puterea disipata” este o functie a raportului de decelerare.
Un exemplu in acest sens ar fi o sarcina de antrenare continua a motorului, cum ar fi o banda care transporta incarcatura la vale, daca sarcina a generat 100% din cuplul nominal la 25 Hz, un rezistor cu regim de functionare de 100% va fi suficient de mare. Logica este ca un motor de 1 kW furnizand cuplul nominal la 50% din viteza dezvolta 50% din putere deoarece puterea este direct proportionala cu viteza de rotatie (P = M × Ω). Daca viteza va fi la jumatate si puterea va fi la jumatate. Același rezistor cu regim 100% are capacitatea de a disipa 200% din cuplul de franare, cand frecventa acestuia este scazuta liniar in rampa de la 50 Hz la 0 Hz, pentru 50% din timpul cat este conectat la convertizor. Viteza medie a ciclului de franare este 25 Hz. Aceasta inseamna ca puterea medie in timpul franarii va fi 100%.
Din nou, P = M × Ω, daca cuplul M = 200% si turatia medie Ω = 50%, puterea medie va fi P = 100%. Trebuie sa tinem cont ca un raport linear de decelerare nu va furniza un curent constant dinspre motor spre convertizor, nici convertizorul nu va regla curentul la o valoare constanta. Franarea se poate face de la 60 Hz la 0 Hz sau de la 70 Hz la 10 Hz, iar calculele devin complexe tinand cont de inertie, incarcarea, rata de decelerare. In general, convertizorul va incerca decelerarea conform timpului setat, rezultand un curent de decelerare corespunzator. Aceasta poate face incalzirea variabila, calcularea fiind complicata de I^2R. Toshiba a creat un sistem automat de calculare a timpului de accelerare/decelerare care estimeaza timpii in functie de rezistor, viteza de decelerare, inertie si ciclul de functionare.
Conform sistemului Toshiba, timpul de accelerare/decelerare considera ca curentul va fi constant la 150% din valoarea obtinuta din calcularea timpului de decelerare. Daca timpul de decelerare este mare din cauza inertiei sau supraincarcarii, algoritmul de protectie al convertizorului poate declansa intreruperi. Astfel, un rezistor pentru un ciclu de 50% nu poate frana la 50 Hz pentru o ora, iar timpul de declansare asociat cu franare 100% la 50 Hz pentru un rezistor cu serviciu de 100% este necesar.
Condiții de proiectare și franare dinamică
Considertiile referitoare la nivelul tensiunii arată că nivelul de declanșare al tensiunii continue trebuie să fie peste 620 V pentru a oferi franare sigură la un convertizor de 400 V. Tensiunea etajului c.c. este aproximativ egală cu radical din dublul patratului tensiunii alternative de alimentare. Fenomene tranzitorii pot crește tensiunea de alimentare, iar franarea dinamică necesită spațiu între deschiderea tranzistorului de franare și nivelul de declanșare al etajului c.c..
Frânarea dinamică este integrată de obicei în modulele Toshiba VFAS3 și altele, iar tranzistorul IGBT7 este controlat direct de microprocesor. Circuitul de franare este de regulă un modul opțional ce funcționează ca un regulator de tensiune continuă. În timp ce motorul este oprit, convertizorul nu deschide tranzistorul de franare, iar protecția cu microprocesor reduc riscul deteriorării rezistorului de franare.
Formula de bază pentru estimarea timpilor de accelerare și decelerare în sistemele motor/convertizor este următoarea: Timpul de accelerare ta = ((JM+JL) × ΔN) / (9.56 × (TM-TL)) (secunde); Timpul de decelerare td = ((JM+JL) × ΔN) / (9.56 × (TB+TL)) (secunde). Unde JM este Momentul inertiei motorului, JL Momentul inertiei sarcinii, ΔN diferența de viteză, TL cuplul sarcinii și TM/TB coeficienți ai cuplului nominal conform tipului de control.
Selecția rezistorului de franare
Se utilizează pentru decelerare rapidă, opriri frecvente prin decelerare sau pentru scurtarea timpului de decelerare la sarcini cu inertie ridicată. Rezistorul consumă energia regenerativă în timpul franării dinamice și trebuie să fie compatibil cu circuitele de franare ale convertizorului. Valoarea rezistenței trebuie să fie mai mare decât valoarea minimă permisă conform manualelor producătorilor. Alegerea puterii rezistorului indică câtă energie poate dispipa.
Cu EV în creștere, multe stații de încărcare includ echilibrarea sarcinii. În particular, echilibrarea dinamică a sarcinii (DLB) monitorizează în timp real consumul aparatelor și ajustează distribuția puterii pentru a evita supraîncărcarea. Echilibrarea statică oferă o soluție simplă cu alocare fixă a energiei, în timp ce DLB maximizează eficiența energetică, dar necesită echipamente suplimentare.
Echilibrarea sarcinii pentru locații rezidențiale
În contextul încărcării EV acasă, alegerea între echilibrarea statică și dinamică depinde de nevoile gospodăriei. Echilibrarea statică asigură o alocare fixă de energie pentru stația de încărcare, fiind simplă și ieftină. Echilibrarea dinamică a sarcinii (DLB) monitorizează consumul real, redistribuind puterea între dispozitive pentru a evita supraîncărcarea și pentru a asigura o încărcare eficientă a EV-ului. DLB este utilă când există multiple aparate cu cerere mare în același timp, dar implică costuri inițiale mai mari pentru echipamente inteligente de gestionare a energiei.
Diferențele cheie dintre echilibrarea statică și dinamică a sarcinii: alocarea puterii, adaptabilitatea, eficiența energetică, complexitatea, cele mai bune cazuri de utilizare, costuri, impact asupra mediului. Echilibrarea statică este de obicei mai accesibilă, în timp ce echilibrarea dinamică oferă o utilizare mai eficientă a energiei pe termen lung, reducând riscurile de întreruperi și supraîncărcări.
În concluzie, decizia între cele două sisteme ar trebui să țină cont de dimensiunea gospodăriei, de numărul dispozitivelor de mare consum, de flexibilitatea dorită și de buget. Pentru gospodăriile cu cereri mari de energie și utilizări variabile, echilibrarea dinamică a sarcinii poate reprezenta o investiție inteligentă, asigurând o încărcare EV rapidă și în același timp protejând întreaga rețea locală.
Săptămânile 1 și 2 de sarcină I Dr. Anca Sultan I Femmeboutiquemedical.com
Motorul electric joacă un rol esențial în transformarea și modernizarea societății. Acest articol își propune să exploreze în detaliu principiile de funcționare ale unui motor electric, diferitele tipuri și aplicațiile sale într-o gamă vastă de domenii. Motorul electric transformă energia electrică în energie mecanică, iar relația dintre putere, cuplu și viteză este exprimată prin P = T × ω. Motoarele moderne ating eficiențe de peste 90%, iar viitorul promite motoare electrice inteligente integrate în sisteme de automatizare, cu control bazat pe inteligență artificială.
IEA (2023). Global EV Outlook 2023.
tags: #incarcarea #dinamica #a #sarcinii #motorului
Postări populare:
- Servicii de Ginecologie
- Influenta prezentei barbatilor la consultatia ginecologica asupra dinamicii relatiei pacient-medico
- Ghid pentru femeile covariance cu sarcina tardivă după o sarcină extrauterină
- Servicii ginecologice în Cluj la Q Medical: îngrijire holistică pentru femei
- Caracteristici mecanice ale motorului asincron trifazat în sarcină