SREDNJA ELEKTROTEHNIČKA ŠKOLA RUĐERA BOŠKOVIĆA MOSTAR
ZAVRŠNI RAD
Blaž Marić
Predsjednik ispitnog odbora: Miljenko Miloš, prof. Mostar, lipanj 2013. godine
SREDNJA ELEKTROTEHNIČKA ŠKOLA RUĐERA BOŠKOVIĆA MOSTAR
Učenik: Blaž Marić Razred: IVa Struka: Elektrotehnička Program: Elektrotehnika A Zanimanje: Elektrotehničar
TEMA ZAVRŠNOG RADA: Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora
Mentor: Ante Polić Ispitno povjerenstvo: 1. _____________________, predsjednik 2. _____________________, ispitivač 3. _____________________, stalni član Pitanja: 1. _______________________________ 2. _______________________________ 3. _______________________________
Ocjena: _________________ U Mostaru______________godine
Sadržaj: 1. Uvod........................................................................................................................................1 2. Osnove asinkronih motora......................................................................................................4 3. Princip rada asinkronog motora..............................................................................................5 4. Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora...........................................................................7 5. Promjena brzine vrtnje naponom statora................................................................................8 6. Promjena brzine vrtnje impulsnom promjenom Rr...............................................................10 7. Promjena brzine vrtnje frekvencijom Us –a.........................................................................12 8. Kočenje asinkronim strojem.................................................................................................14 9. Zaštita asinkronih motora.....................................................................................................15 10. Strukture skalarnog upravljanja..........................................................................................15
1. Uvod Asinkroni izmjenični strojevi su najčešće korišteni električni strojevi u upravljanju elektromehaničkim sustavima općenito, pa tako i u mehatronici. Glavna im je prednost u tome što u njihovoj konstrukciji nema kliznih kontakta, pa se stoga odlikuju visokom konstrukcijskom robusnošću. Njihovo upravljanje nije bilo tako jednostavno i jeftino kao kod istosmjernih strojeva, ali napretkom poluvodičke tehnike u zadnjih 20-tak godina znatno je smanjena cijena i složenost sklopova učinske elektronike koji danas osiguravaju promjenu brzine vrtnje asinkronih strojeva u širokom radnom području. Za područje mehatronike je od posebne važnosti primjena izmjeničnih strojeva u robotici, servo pogonima i drugim područjima u kojima je kvaliteta upravljanja, brzina i točnost, osnovni kriterij odabira. Jednostavne su konstrukcije i koriste se u širokom rasponu snaga, kao motori najmanjih snaga do najvećih reda 60–ak MW, a ponekad i kao generatori (npr. u vjetroelektranama). Najčešće se izvode trofazno, a samo manjih snaga jednofazno. Dvije osnovne izvedbe asinkronog izmjeničnog stroja su prikazane na slici 1. a) i b). I jedna i druga izvedba ima isti stator, u čije su utore postavljena tri (najčešće) namota, geometrijski simetrično raspoređena po obodu stroja, slika 2. a). Svaki od ta tri namota su priključeni na odgovarajući fazu trofaznog simetričnog sustava napajanja, slika 2 b). Asinkroni stroj na sl.1.a) ima kaveznu izvedbu rotora, što mu određuje i naziv – asinkroni kavezni stroj. Rotor ovog stroja je u obliku kaveza (vjeveričji kavez, engl, squirrel cage) pa se odatle pored engleskog naziva induction motor pojavljuje i naziv squirrel cage motor. Vodiči su od bakra ili od aluminija u obliku štapova koji su na krajevima međusobno kratko spojeni vodljivim prstenom, slika 1.
Slika 1. a) Kavezni stroj, 1-kliznokolutni stroj, 2-statorski namot b), 1-kavezni rotor, 2- stators –ski namot, 3-kliznokolutni rotor s namotom na rotoru, 4-klizni koluti, 5-četkica nosačem. 1
Stroj na sl.1.b) ima rotor od lameliranog željeza, u čije se utore postavlja trofazni namot na sličan način kao i za stator stroja. Tri slobodna izvoda rotorskog namota se spajaju na klizne kolute (prstenove), pa se na takav način može preko rotirajućih koluta i mirujućih četkica uspostaviti vodljiva veza rotora s vanjskim, stacionarnim svijetom. Zbog toga je ovaj tip stroja dobio naziv asinkroni kliznokolutni stroj. Njegov rotor je izrađen od lameliranog željeza, željeznih međusobno izoliranih limova, s utorima u koje se smješta rotorski namot. Trofazni namot na rotoru je obično spojen u spoj zvijezda, pri čemu su jedni krajevi namota spojeni u jednu točku (zvjezdište) a slobodni krajevi namota se ili kratko spajaju ili se preko koluta (prstena) spajaju na priključnu kutiju statora.
Slika 2. a) Simetrično raspoređeni trofazni namot po obodu stroja (a-a’, b-b’, c-c’) b) s međusobno spojenim počecima a’, b’ i c’ te krajevima a, b i c za statorski priključak
Slika 3. a) Izvedba rotora kaveznog stroja ;b) shematski prikaz kolutnog rotora
2
Fizikalnu sliku rada izmjeničnog asinkronog stroja se može najlakše objasniti preko tzv. okretnog magnetskog polja. Okretno polje nastaje kao rezultat djelovanja polja svakog od tri namota pojedinačno pri čemu mora biti ispunjen uvjet geometrijske i vremenska simetrije; to znači da namoti moraju biti potpuno simetrično geometrijski raspoređeni po obodu stroja i da vremenski (fazni) pomak između struja koja teku tako raspoređenim namotima odgovara prostornom kutu između namota. To vrijedi pod uvjetom da su tri namota jednoliko raspoređeni po cijelom obodu stroja dužine 2πrad. U tom slučaju se kaže da takav stroj ima 2 pola, tj. jedan par polova (p=1). Jednom paru polova uvijek odgovara jedna perioda napona napajanja, dakle 360°. Sustav od tri statorska namota se može rasporediti geometrijski simetrično i na polovinu oboda stroja (p=2). U tom slučaju se na ostatak (drugu polovinu) oboda stroja mora također simetrično rasporediti 3 namota, a to znači da je potrebno istu sliku prostornog rasporeda namota na polovinu oboda stroja ponoviti još jednom. Povećavanjem broja polova raspored namota po obodu stroja se obavlja na način sličan prethodno opisanom za p=2. Iz ove analize slijedi da geometrijski kut koji zauzima opseg stroja iznosi 360°, pa jedan par polova zauzima geometrijski kut od 360°/p. Ako se stvarni kutovi nazovu geometrijskim kutovima, a odgovarajući kutovi u 2-polnom prikazu električnim kutovima (gdje jednom paru polova odgovara jedna perioda od 360°), može se uspostaviti veza, αel = p ∙ ag . Obrazloženje za nastanak okretnog polja sastoji se u tome što svaki namot za sebe priključen na jednu od faza napona napajanja stvara mirujuće polje kojemu se mijenja samo iznos, od maksimalnog u jednu stranu (kod maksimalne pozitivne struje faze) do maksimalnog u drugu stranu (kod maksimalne negativne struje faze). Za takvo polje se kaže da je pulsirajuće polje. Ako se pojedinačna pulsirajuća polja vektorski zbroje, dobije se okretno magnetsko polje koje rotira brzinom:
gdje je ωs (ns) sinkrona brzina, tj. brzina okretnog polja. Pri tome je maksimalni iznos okretnog polja 1,5 puta veća od maksimalnog iznosa pulsirajućeg polja jednog od namota statora.
3
2. Osnove asinkronih motora Asinkroni motori dijele se na a) bezkolektorske i b) kolektorske. Bezkolektorski asinkroni motori našli su široku primjenu uglavnom kao motori dok su kolektorski asinkroni strojevi specijalan tip strojeva, koji imaju ograničenu oblast primjene. Osnovni tip asinkronog stroja je asinkroni trofazni motor u dvije glavne izvedbe: a) kolutni motor ( motor s faznim rotorom ), b) kavezni motor ( motor s kratko spojenom kotvom ). Njihova jednostavnost,jeftinoća, visoka korisnost i velika sigurnost, u radu brzo su im pribavili opće priznanje i utjecali na njihovu široku primjenu u nizu oblasti,koje su se do tada koristile istosmjernom strujom. Nedostaci asinkronog stroja su: a) takav stroj treba induktivnu struju magnetiziranja, usred čega se pogoršava cos φ mreže; b) slabo zadovoljavaju regulacijske karakteristike, naročito pri kontinuiranom reguliranju brzine vrtnje u širokim granicama, c) loše karakteristike pokretanja najekonomičnijeg kaveznog motora. Nastojanja da se te teškoće savladaju postigla su tek djelomičan uspjeh. U pogledu cos asinkroni motor ustupa predanost sinkronom motoru, a u pogledu regulacijskih karakteristika istosmjernim motorima. U oblasti nereguliranih pogona relativno male snage, asinkroni motori održali su svoj vodeći položaj. Pri tom se sve veće značenje pridaje kaveznim motorima, dok je od 1920. godine glavno mjesto zauzimao kolutni motor. To se objašnjava time što su kavezni motori u usporedbi s kolutnim konstruktivno jednostavniji, sigurniji u radu, jeftiniji, a imaju i bolji cos i korisnost. No oni imaju u odnosu na prve, slabiju karakteristiku pokretanja, a djelomično jaču struju zaleta pri malom zakretnom momentu. Da bi se poboljšale te karakteristike bili su predloženi takozvani specijalni tipovi kaveznih motora, od kojih su danas najznačajniji: a) motor s dubokim utorima; b) motor s dvostrukim kavezom. Pored toga široku primjenu postigli su polno preklopljivi motori, s povećanim klizanjem i drugi.
4
3. Princip rada asinkronog motora Princip rada asinkronog motora zasniva se na okretnom magnetskom polju. Uvjet za dobivanje okretnog magnetskog polje je da postoje barem dva prostorno pomaknuta namota kroz koje teku vremenski (fazno) pomaknute struje.
Slika 4. Princip rada asinkronog motora Trofazni asinkroni motor ima tri prostorno pomaknuta namota (faze) koji se priključuju na trofazni sustav napona koji potjera tri fazno pomaknute struje. Uzmimo na primjer trenutak u kojem je faza 1 najjača i trenutak kada je najjača faza 2. Između ta dva trenutka se vektor okretnog magnetskog polja (prezentiran na slici kazaljkom kompasa koja nije dio motora) pomaknuo za 30º što znači da se polje okreće. U stvarnosti u svakom trenutku sva tri namotaja zajednički stvaraju magnetsko polje koje je uvijek istog intenziteta ali neprestano mijenja smjer pa ga nazivamo okretnim magnetskim poljem. Okretno magnetsko polje se vrti sinkronom brzinom ns koja je proporcionalna frekvenciji f a obrnuto proporcionalna broju pari polova p statorskog namota: ns =
60 f p
Kod uključivanja motora na napon rotor stoji. Silnice okretnog magnetskog polja presijecaju vodiče rotora u kojima se zbog toga inducira napon, koji kroz njih obzirom da su kratko spojeni (kavezni rotor) potjera struju. Kako na vodiče (rotora) kroz koje teče struja a nalaze se u magnetskom polju (statora) djeluje sila, javlja se moment koji počinje ubrzavati rotor. Asinkroni motor se ne može okretati sinkronom brzinom jer bi se kod sinkrone brzine rotorski 5
vodiči i silnice okretnog magnetskog polja okretali istom brzinom odnosno jedno naspram drugoga mirovali. Drugim riječima ne bi bilo presijecanja vodiča rotora od strane silnica okretnog magnetskog polja statora, pa ni induciranog napona, kao ni struje na rotoru, a prema tome ni elektromagnetske sile. Relativna razlika između brzine rotora i brzine okretnog magnetskog polja (sinkrone brzine) izraženo u postotku potonje naziva se klizanje (s):
Klizanje dakle pokazuje relativno zaostajanje rotora za statorskim okretnim magnetskim poljem. Kod nazivnog opterećenja iznosi 3-5%. Što je motor opterećeniji radi s većim klizanjem. Klizanje u praznom hodu (kad na osovini motora nema priključenog mehaničkog tereta) je vrlo malo. Što su motori veći (snažniji) to je nazivno klizanje manje. Smjer vrtnje asinkronog motora se može promijeniti tako da se pri priključku statorskih namota zamijeni redoslijed faza (u priključnoj kutiji zamijene se bilo koja dva vodiča priključnog kabela ne računajući naravno uzemljenje). Rotor asinkronog motora koji može biti kavezni ili kolutni. Namot kaveznog motora je najčešće izliven direktno u utore rotorskog paketa dinamo-limova i ima oblik vodeničkog kola (niz štapova povezanih na krajevima s dva kratkospojna prstena). Namot kolutnog rotora je klasičnog tipa s izolacijom, spojen u zvijezdu čiji slobodni krajevi završavaju na kliznim kolutima.
6
4. Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora Brzina vrtnje asinkronog motora ovisi o frekvenciji mreže, koja određuje sinkronu brzinu vrtnje, te o koje je određeno karakteristikom motora i iznosom tereta. Za ovu brzinu vrijedi izraz:
gdje je: f1 – frekvencija mreže [Hz], f2 = Sf1 – frekvencija klizanja, odnosno frekvencija struja u rotoru [Hz], pm – broj pari polova motora. Promjena brzine vrtnje promjenom klizanja i frekvencije izvodi se na nekoliko različitih načina: -
promjenom napona statora,
-
impulsnom promjenom rotorskog otpora,
-
pretvaračem s međukrugom u rotorskom krugu,
-
promjenom frekvencije statorskog napona.
7
5. Promjena brzine vrtnje naponom statora
Promjenom napona statora Us mijenja se prekretni moment Mp, a uz konstantni moment tereta i klizanje S, njime se mijenja i brzina vrtnje asinkronog motora Na sljedećoj slici je prikazana shema spoja kojom se postiže promjena napona statora.
Trofazni pretvarač napona 2, izveden pomoću antiparalelnog tiristora spoja tiristora, napaja stator asinkronog motora 1 naponom konstantne frekvencije f1, a promjenjive efektivne vrijednosti. Budući da je moment asinkronog motora proporcionalan kvadratu napona statora, a prekretno klizanje ne ovisi o naponu statora, karakteristike imaju oblik prikazan na sljedećoj slici, uz normirane veličine napona, momenta i brzine vrtnje. Vidljivo je da za normirani napon Us/Usn=0.6, normirani prekretni moment iznosi Mp/Mpn=0.36. Ovisno o momentu tereta Mt mijenja se klizanje, a time i brzina vrtnje Ω. Međutim, u idealnom praznom hodu (Mt=0), nema nikakve promjene brzine vrtnje, pa se asinkroni motor vrti sinkronom brzinom.
8
Momentne karakteristike uz dodatni otpor Rr1 Da bi se za određeni moment tereta Mt mogla mijenjati brzina granicama, motor mora imati vrtnje u širokim veliko prekretno klizanje. Zbog toga se često koristi kliznokolutni motor, kojemu se u rotorski krug dodaju vanjski otpornici. Ovisno o iznosu brzine vrtnje kojom se motor trenutno vrti svrsishodno je dio otpornika kratko spojiti. Povećanjem otpora u rotorskom krugu povećava se prekretno klizanje, dok iznos prekretnog momenta ne ovisi o otporu rotorskog kruga, pa mehaničke karakteristike imaju oblik kao na sljedećoj slici. Pri promjenama napona 0.6<(Us/Usn) <0.9 brzina vrtnje mijenja se u području 0.85<(Ω /Ωss) <0.96 uz (Mt/Mpn)=0.2 i dodatni otpor Rr1 (prekretno klizanje Sp=0.4, vidjeti prethodnu sliku). Uz isti teret brzina vrtnje se mijenja u području 0.61<(Ω/Ωs) <0.9 ako su dodani otpori Rr1+Rr2 (prekretno klizanje Sp=1, vidjeti sljedeću sliku).
9
S otporima Rr1 i Rr2 područje promjene brzine vrtnje je 2.6 puta veće nego R s otporom Rr1. Promjena brzine vrtnje promjenom napona statora moguća je uz značajne gubitke, jer se energija velikim dijelom troši na rotorskim otporima. Zbog toga se ovakav spoj koristi samo za motore malih snaga, ili za motore većih snaga ako kratko vrijeme rade uz snižene brzine vrtnje.
6. Promjena brzine vrtnje impulsnom promjenom Rr Klizanje asinkronog motora moguće je također mijenjati promjenama rotorskog otpora uz konstantan napon statora.
10
1. Asinkroni stroj 2. Diodni ispravljač 3. Ispravljački pretvarač za impulsno uključenje otpora. U ovom slučaju stator stroja je direktno spojen na mrežu konstantnog napona i frekvencije. U rotorskom krugu klizno-kolutnog asinkronog motora 1 nalazi se diodni ispravljač 2, iz kojeg se napaja vanjski otpor Rt. Paralelno s otporom nalazi se tiristorski pretvarač (čoper) 3, koji ima dodatni krug za prekidanje struje tiristora, tj. radi s prisilnom komutacijom. Brzom periodičkom izmjenom vođenja i nevođenja pretvarača moguće je mijenjati ekvivalentni dodatni otpor R od nule do Rt (0≤(R/Rt ) ≤1). Mehaničke karakteristike motora ovise o ekvivalentnom dodatnom otporu R (pogledati sljedeću sliku), pri čemu se prekretno klizanje povećava s povećanjem otpora, dok iznos prekretnog momenta ostaje nepromijenjen. Promjena brzine vrtnje ovisi o momentu tereta Mt. U idealnom praznom hodu ne može se mijenjati brzina vrtnje. Pri promjeni brzine vrtnje impulsnom promjenom rotorskog otpora veliki dio energije troši se u rotorskom krugu, tako da je koeficijent korisnosti mali. Ovakav način regulacije koristi se kod motora manjih snaga, te u slučajevima upravljivog zaleta motora.
11
7. Promjena brzine vrtnje frekvencijom Us –a Promjena brzine vrtnje u širokom dijapazonu i dobra dinamika pri regulaciji mogu se postići uz napajanje asinkronog motora iz pretvarača frekvencije. Pri ovakvom napajanju može se koristiti kavezni asinkroni motor, koji je konstrukcijski najjednostavniji. Zbog iskorištenja stroja potrebno je magnetski tok održati konstantnim, pa pri promjeni statorske frekvencije treba mijenjati napon napajanja motora tako da omjer napona i frekvencije statora bude konstantan:
Brzina vrtnje asinkronog motora može se pri tome mijenjati u cijelom području bez velikih gubitaka energije. Pretvarač frekvencije je u većini slučajeva pretvarač s međukrugom, koji se sastoji od mrežom vođenog usmjerivača 2a i izmjenjivača s prisilnom komutacijom 2b (sljedeća slika). Pretvarač se izvodi ili s naponskim ili sa strujnim međukrugom. U naponskom međukrugu koristi se LC filter, a napon međukruga je konstantan ili promjenjiv, ovisno o tipu pretvarača frekvencije. Pri konstantnom naponu međukruga impulsnim pretvaračem (čoperom) dobiju se impulsi napona promjenjive širine i frekvencije reda kHz, iz kojih se na izlazu izmjenjivača dobije izmjenični napon čija se frekvencija osnovnog harmonika može mijenjati do reda veličine 100 Hz. Amplituda osnovnog harmonika napona mijenja se pri tome s promjenom širine impulsa.
Pri promjenjivom naponu međukruga na izlazu izmjenjivača dobije izmjenični pravokutni napon promjenjive amplitude frekvencije i amplitude. Kod pretvarača frekvencije sa strujnim međukrugom pulzacije istosmjerne struje međukruga smanjuju se sa prigušnicom, koja je zbog iznosa struje usporediva po veličini s motorom. Struja međukruga propušta se preko izmjenjivača na asinkroni motor, u koji se praktički “utiskuje”, jer ispravljač s međukrugom 12
djeluje kao strujni izvor zbog relativno velikog induktiviteta prigušnice. Oblik struje u namotima statora pri tome je gotovo pravokutan, što uzrokuje pulzacije momenata, koje su izrazitije pri niskim brzinama vrtnje motora. Pulzacije se mogu izbjeći korištenjem impulsnoširinske modulacije. Sinkrona brzina vrtnje asinkronog motora proporcionalna je pretvarača prekretno izlaznoj frekvenciji pretvarača, a klizanje je obrnuto proporcionalno toj frekvenciji. Prekretni moment se ne mijenja jer je omjer statorskog napona i frekvencije konstantan. Razlika sinkrone i prekretne brzine vrtnje pri promjeni frekvencije statora je konstantna: ω1ωp=(Rr/Lrσ). Prema tome nagib momentnih karakteristika ostaje nepromijenjen pri promjeni frekvencije statora, tj. momentne karakteristike se pomiču paralelno po apscisnoj osi (na sljedećoj slici). Brzina vrtnje može se podešavati i u praznom hodu (Mt=0). Prilikom opterećenja motor uvijek radi s malim klizanjem, pa nema dodatnih gubitaka u rotoru, zbog čega je koeficijent korisnosti velik.
Momentne karakteristike
13
8. Kočenje asinkronim strojem Električni način kočenja je brzo zaustavljanje rada motora koje se realizira kao kočenje protuspojem . Kod kočenja protuspojem motor se ne isključuje sa mreže, nego zamijenimo priključak dviju faza i na taj način rotaciono polje mijenja svoj smjer te se okreće suprotno od rotora. Okretni moment djeluje u smjeru okretnog magnetskog polja, te sada imamo suprotan smjer od momenta sila inercije i uzrokuje brže kočenje rotora. Čitava mehanička snaga kod kočenja pretvara se u električnu, kao Jouleovi gubici, koji zagrijavaju namot stroja. Kočenje asinkronim strojem prikazano je slikom :
Shema protuspojnog kočenja
14
9. Zaštita asinkronih motora Kod preopterećenja ili kvara u namotu, teći će velika struja koja može namot ugrijati i oštetiti da namot pregori. Zato motor moramo zaštititi zaštitom koja će pravovremeno prekinuti dovod napona i staviti ga izvan pogona. Rastalnim osiguračima štitimo motor od čistog kratkog spoja, a to znači zaštita od struja koje su 300 % nazivne vrijednosti osigurača. Bimetalna zaštita radi na termičkom principu i djeluje kad je prevelika struja razvila dovoljnu toplinu Q = I2 ∙ R ∙ t, da može djelovati zaštita. Kratkotrajni udari struje prilikom ukapčanja kaveznih motora ne djeluju na bimetal, jer ga kratkotrajna struja ne stigne ugrijati. Motorna zaštitna sklopka se sastoji od elektromagnetske i bimetalne zaštite. To je u stvari nadstrujna sklopka s termičkom zaštitom. Motorna zaštitna sklopka ne smije iskapčati ni kod najvećih struja pokretanja, kod preopterećenja 50 % mora iskopčati unutar 2 minute i kod kratkog spoja sklopka mora odmah iskopčati.
10. Strukture skalarnog upravljanja
Za ostvarenje upravljanja asinkronim strojem zasnovanog na metodi U/f1=konst, potrebno je na statorskoj strani stroja osigurati napon promjenljivog iznosa i frekvencije koji su određeni odgovarajućim referentnim veličinama Uref i fref. Sklop učinske elektronike koji to omogućava naziva se neizravni izmjenični pretvarač, koji se u industrijskom okruženju često naziva i frekvencijski pretvarač. Prikazan je na slici 5., a sastoji se od ispravljača, (moguć je i usmjerivač) istosmjernog međukruga, kočnog sklopa (čopera) i izmjenjivača. Kondenzator u istosmjernom međukrugu smanjuje valovitost ispravljenog napona i osigurava izvor konstantnog napona (tzv. utisnuti napon). Iz istosmjernog napona međukruga pulsnoširinskom modulacijom učinskih sklopki u izmjenjivaču dobije se osnovni harmonik izmjeničnog napona na priključnim stezaljkama asinkronog stroja. Napon i frekvencija tog napona su određeni zahtjevom upravljačkog kruga. Kočni sklop (čoper) kontrolira iznos napona istosmjernog međukruga. Naime, u fazama kočenja kada se energija iz stroja vraća u istosmjerni međukrug, dolazi do punjenja kondenzatora i podizanja napona. Kada napon 15
dostigne granicu dopuštenog iznosa, uključuje se tranzistor u kočnom sklopu i sva energija se preusmjerava na otpornik i na njemu troši u obliku topline. Moguće su i inačice neizravnog pretvarača u kojem je ulazni sklop antiparalelni usmjerivač koji omogućava vraćanje energije iz stroja u napojnu mrežu. Takav sklop je energetski učinkovitiji, ali i skuplji, pa se koristi isključivo za velike snage i režime rada u kojoj su faze vraćanja energije iz stroja relativno česte.
Slika 5. Strukturna shema neizravnog izmjeničnog pretvarača Funkcijska blok shema skalarnog upravljanja asinkronog stroja u otvorenoj petlji s pretvaračem frekvencije s utisnutim naponom prikazana je na slici 5. Kao referentna vrijednost zadaje se frekvencija napona statora, fref. U skladu s metodom upravljanja U/f1=konst. na osnovu fref generira se odgovarajuća referentna vrijednost napona Uref. Te dvije referentne vrijednosti omogućuju dobivanje osnovnog harmonika izmjeničnog napona na izlazu izmjenjivača, željenog iznosa (Uref) i frekvencije (fref). Strujni ograničavač je jednostavno rješenje kontrole struje statora u regulacijskom krugu. Sve dok je iznos struje ispod postavljenog praga, strujni ograničavač praktički nije u funkciji i ne utječe na ostatak sklopa na slici. Ako dođe do porasta struje iznad postavljenog praga, izlaz strujnog ograničavača postavljenog u sumacijsku točku signala brzine vrtnje smanjuje ulazni signal fref u regulator napona. Rezultat toga je da se s njim smanjuje i izlaz iz regulatora napona Uref u skladu s pravilom upravljanja U/f1=konst.
16
Literatura: [1] „Osnove električnih strojeva“, Radenko Wolf, Školska knjiga Zagreb, 1995. [2] „Elektromotorni pogoni“, Jurković, Školska knjiga Zagreb, 1990. [3] Wikipedia
17
