Ang. grind. drive by BLHF-RM No. 3; P = 2,03 kW; T = 12,48 Nm; Amp. max = 76,8 A VID 20240717 112434
Vložit
- čas přidán 27. 08. 2024
- Napędzanie szlifierki kątowej o mocy 2,1 kW czterofazowym silnikiem synchronicznym Brushless Hybrid Fast - Rotation Motor No. 3 (Bezszczotkowy Szybkoobrotowy Motor Hybrydowy - BSMH) poprzez cztery transformatory sieciowe BREVE o parametrach: a) dwa 230 VAC/48 VAC//320 VA = 640 VA; b) dwa 230 VAC/24 VAC//100 VA = 200 VA. Zasilane są one przemiennikiem częstotliwości XSY - AT 1 230 VAC/0 - 400 Hz//1,5 kW/f nośna ok. 10 kHz. Uzwojenia fazowe elektrycznej maszyny synchronicznej połączone są w czworokąt celem zasilania każdej fazy w przebiegu prądu zbliżonym do funkcji sinus. Zasilana jest tylko druga linia sterująca [L2 - L4] ze względu na brak dwufazowego przemiennika częstotliwości scharakteryzowanego kątem pierwszej [L1 - L3] = 90 stopni. Uzwojenia pierwotne wszystkich transformatorów podłączone są do zacisków falownika "U" oraz "V", natomiast wtórne: a) 320 VA urządzeń szeregowo; b) 100 VA - równolegle celem zwiększenia prądu obciążenia. Szeregowo do obciążenia są zamontowane dwa dławiki FERYSTER o indukcyjności 330 μH każdy (we wzajemnej równoległej konfiguracji) celem zwiększenia przepustowości prądu obciążenia do 20 A (wartość ciągła).
Ustawienie kodów systemowych przemiennika (ramp napięciowo - prądowych): P00 (max voltage) = 220 V; P01 (reference frequency) = 50 Hz; P02 (intermediate voltage) = 194 V; P03 (intermediate frequency) = 25 Hz; P 04 (minimum voltage) = 5 V; P05 (minimum frequency) = 0,0 Hz; P06 (max operating) = 60 Hz.
A. Tryb rozruchu silnika synchronicznego: dłonią - obroty prawe (dokręcanie się wału łączącego). Ustalono minimalne obroty synchroniczne wynoszące 3,4 - 3,6 Hz bazujące na wyszczególnionych rampach przemiennika częstotliwości.
B. Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 615,96 Hz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 1,14 ms; Width (minus) = 480,00 μs; Overshoot = 12,3 %; Preshoot = 3,1 %; Duty (plus) = 70,4 %; RMS = 95,67 V; High = 272,00 V; Low = - 248,00 V; Max = 336,00 V; Amplituda = 594,00 V.
C. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 10 mA): f = 25,48 Hz = 1,529 kRPM; T = 39,24 ms = 0,03924 s; Rise i Fall: symetryczne = 11,60 ms; Width (plus) = 23,40 ms; Width (minus) = 16,26 ms; Overshoot = 6,1 %; Preshoot = 5,2 %; Duty (plus) = 59,0 %; RMS = 1,73 V = 17,3 A; High = 1,92 V = 19,2 A; Low = - 2,68 V = 26,8 A; Max = 2,2 V; Min = - 2,92 V; Amplituda = 5,07 V = 50,7 A (olbrzymia wartość, jak na konstrukcję typu "Home Made" !!!). Rekord prądu obciążenia !!!
D. Oscylogram: a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do nieregularnych prostokątów w zakresie górnym i dolnym; b) prądu: w zakresie górnym dążący do trapezu, natomiast w dolnym do prądu funkcji sinus/trójkąt. Prawdopodobnie przyczyną jest zamontowanie dwóch zespołów transformatorów o różnej indukcyjności.
E. Obliczenie współczynnika mocy: T = 39,24 ms = 0,03924 s; przesunięcie między prądem, a napięciem = ΔT = 2 ms = 0,002 s → 0,03924 s * x = 0,002 s * 360 st.; 0,3924 * x = 0,72; x = 18,349 st; cos φ = 0,949 ≈ 0,95.
F. Obliczenie mocy: przez wszystkie cztery fazy przepływa prąd jednocześnie, ponieważ są one skojarzone w układzie czworokątnym.
Moc czynna: P [L2 - L4] = UI cosφ = 95,67 V * 17,3 A * 0,95 = 1572,336 W = 1,572 kW ≈ 1,6 kW. (Rekord Mocy podczas napędu szlifierki kątowej 2,1 kW !!!).
G. Moc pozorna transformatorów [S]: 2 * 320 VA = 640 VA; 2 * 100 VA = 200 VA, zatem moc łączna S = 840 VA. Moc czynna przemiennika P = 1,5 kW. Moc czynna wygenerowana = 1,572 kW ≈ 1,6 kW.
H. Analiza mocy pozornej transformatorów i wygenerowanej mocy czynnej: trafa są obliczone na moc pozorną na bazie sieci energetycznej 50 Hz, a ona nie została przekroczona. Zatem, jej przyrost jest spowodowany częstotliwością tzw. "nośną" tranzystorów kluczujących wynoszącą około 10 kHz.
I. A. Obliczenie momentu obrotowego: Mo = Ne [W - moc efektywna]/ω [rad/s].
n = (f * 60)/p; n = (25,48 Hz * 60)/(p = 1); n = 1529 RPM [obr/min]. 1529/60 = 25,483 RPS (obr/s). 25,483 RPS * 6,283 [rad] = 160,11 rad/s. Celem uproszczenia obliczania prędkości kątowej należy zastosować wzór: ω = 2πf = 6,283 * 25,48 Hz = 160,1 rad/s.
Mo = 1572,34 W/160,11 rad/s = 9,8204 Nm ≈ 10 Nm.
I. B. Obliczenie momentu elektromagnetycznego: Mel (elektromagnetyczny) = (9,55 * P [W])/n [RPM]. Mel = (9,55 * 1572,34 W)/1529 = 15015,847/1529 = 9,8207 Nm. Moment elektromagnetyczny jest zbieżny z momentem obrotowym (!).
J. Możliwość dokonania pomiarów obciążenia szlifierki kątowej: tak - poprzez stopniowe hamowanie silnikiem komutatorowym wału przekładni. Można bazować na pomiarach prądu wysterowanego przez triak kontrolujący jej moc (sterownik fazowy AVT 1860/4 kW). Należy przyporządkować pomiary do mocy szlifierki według uzyskanych wartości natężenia prądu. Wartość przełożenia wynosi 4,1:1, zatem 1529 RPM * 4,1 = 6268,9 obr/min wirnika [5,5 kRPM mocy znamionowej].
Zapraszam na dalszą treść Opisu Testu znajdującą się w Komentarzach niniejszego filmu :).
Świetny test. 👏Rewelacja
Powiodło się, niemal doskonałe parametry.
Dziękuję za Komentarz i serdecznie Pana pozdrawiam 💖😀.
Przedstawiam Uzupełnienie Testu V (24.07.2024 r.).
W dn. 26.07.2024 r. wykonano test uzupełniający. Ustawiono następująco kody systemowe przemiennika częstotliwości XSY - AT 1: P00 (max voltage) = 220 V; P01 (reference frequency) = 45 Hz; P02 (intermediate voltage) = 198 V; P03 (intermediate frequency) = 22,5 Hz; P04 (minimum voltage) = 5 V; P05 (minimum frequency) = 0,0 Hz; P06 (max operating) = 60 Hz. Uzyskano następujące rezultaty:
I. Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 1,23 kHz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 500,00 μs; Width (minus) = 260,00 μs; Overshoot = 11,9 %; Preshoot = 3,0 %; Duty (plus) = 65,8 %; RMS = 98,31 V (Rekord RMS); High = 280,00 V; Low = - 256,00 V; Max = 344,00 V; Amplituda = 609,84 V (zob. foto IMG nr 094638).
J. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 100 mA; krotność osc. * 10): f = 25,00 Hz = 1500,00 RPM = 1,500 kRPM; T = 40,00 ms = 0,040 s; Rise = 12,00 ms; Fall = 11,60 ms; Width (plus) = 21,22 ms; Width (minus) = 19,86 ms; Overshoot = 8,2 %; Preshoot = 4,1 %; Duty (plus) = 51,7 %; RMS = 2,04 V = 20,4 A; High = 2,80 V = 28,4 A; Low = - 3,04 V = - 30,4 A; Max = 3,28 V = 32,8 A; Amplituda = 6,49 V = 64,9 A (zob. foto IMG numer 094604).
K. Oscylogram (zob. foto IMG nr 094759; podstawa: Ch1 = 200 V; Ch2 = 2,00 V; M = 10,0 ms; a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do prostokątów; ułożonych regularnie w górnym i dolnym zakresie; b) prądu: bardzo zbliżony do przebiegu funkcji sinus; znaczny prąd obciążenia uwydatnił ten przebieg; dane te oznaczają, że zbyt niska jego wartość zakłóca prąd funkcji napędowej.
L. Obliczenie współczynnika mocy: T = 40,00 ms = 0,040 s; przesunięcie między prądem, a napięciem = ΔT = 1,2 ms = 0,0012 s → 0,040 s * x = 0,0012 s * 360 st.; 0,040 x = 0,432; x = 10,8 st.; zatem, cos φ tego kąta = 0,9823 (Rekord współczynnika mocy).
Ł. Obliczenie mocy: przez wszystkie cztery fazy przepływa prąd jednocześnie, ponieważ są one skojarzone w układzie czworokątnym.
Moc czynna: P [L2 - L4] = UIcos φ = 98,31 V * 20,4 A * 0,9823 = 1970,03 W = 1,97 kW (Rekord mocy).
M. Obliczenie momentu elektromagnetycznego synchronicznego: Mels = P / (ω/p)
Mels = 1970 W/(157,08 rad/s : p [= 1]). Mels = 12,54 Nm (Rekord Momentu).
N. Obliczenie prądu obciążenia I [A] uzwojeń pierwotnych 4 transformatorów:
Moc pozorna S2 (wtórnych uzwojeń traf) = UI = 98,31 V * 20,4 A = 2009,46 VA = 2,0095 kVA.
Moc pozorna S1 (pierwotnych uzwojeń traf) = S2 * 1,15 (≈ piętnaście % strat w rdzeniach) = 2310,879 VA = 2,311 kVA.
Prąd: I (S1) = S (1)/U (sieci energ.) = 2310,88 VA/230 VAC = 10,047 A. Obliczenia te oznaczają, że zabezpieczenie nadprądowe przemiennika częstotliwości, w kontakcie z indukcyjnością uzwojeń pierwotnych transformatorów, zignorowało przekroczenie obciążenia na poziomie około 8,5 A. Jak autor wcześniej wspomniał, ma istotne znaczenie częstotliwość „nośna” PWM [≈ 10 kHz] sterowania bramkami tranzystorów kluczujących oraz galwanicznie rozdzielenie tych sygnałów od uzwojeń fazowych twornika [27.07.2024 r.].
O. Analiza Współczynnika Wypełnienia impulsu; wzór bazowy: kw = τ/T; τ - czas trwania impulsu; T - okres.
Przemiennik częstotliwości generuje impulsy PWM na poziomie 10 kHz = 10000 Hz; f = 1/T → T = 1/f → T = 0,000100 s [100 μs]; dzieląc: 0,000100 s/4 otrzymamy 0,000025 s, co stanowi założone cztery wartości wypełnienia impulsu w zakresie [25, 50, 75 i 100 %]. Sprawdzenie: kw = τ/T → kw = 0,000025 s/0,000100 = 0,25 całości współczynnika wypełnienia, zatem: 0,25 * 100 % = 25 %.
Wzór bazowy jest poprawnie skonstruowany przez Naukowców i warto z niego korzystać na obliczanie współczynnika wypełnienia impulsu.
Jeżeli okrąg podzielimy na cztery ćwiartki to w stopniach: 360/4 = 90. Podczas f = 10 kHz do każdej ćwiartki będzie przyporządkowanych 2500 impulsów trwających 0,000025 s. Rzutując na prostokątny układ współrzędnych wartości kątów sinus 2500 promieni każdej ćwiartki [przeciwprostokątnych: y = r sinα] w zakładanej skali okresu [T] - wyrażonej stopniami lub radianami uzyskamy punkty charakteryzujące funkcję zmienną okresowo - sinusoidę. Jest istotne, aby ilość podziałów okręgu była równa przynależnych wartości kątów ulokowanych na osi X. Analiza techniczno - elektroniczna: należy zaimplementować szybki program przeliczający wartości przeciwprostokątnych według przedstawionego wzoru lub długości łuków, albo nabyć odpowiedni układ liczący z tego zakresu. Precyzyjne opisy numerycznego kształtowania funkcji sinus można znaleźć w Internecie. Jest ona szczególnie ważna w akustyce, generowania prądów w elektronice i elektrotechnice. Im większa częstotliwość kluczowania, tym dokładniejszy przebieg [30.07.2024 r.].
P. Do pomiaru przesunięcia fazowego między napięciem, a prądem w zakresie oporu indukcyjnego (analizuj mnemonik „CIUL”) autor często używa prawej górnej części sygnałów napięciowych PWM sinusoidy oraz drugiego przebiegu, tj. obciążenia - stąd kolejność jest odwrotna. Oprogramowanie oscyloskopu zazwyczaj doskonalej przelicza parametry czasów sygnałów PWM z tego kierunku, a szczególnie wskazuje ich zakończenie. Obliczenia są zawsze adekwatne bez względu na rozpoczynanie lub zakończenie omawianego procesu [31.07.2024 r.].
Testami uzupełniającymi potwierdzono wysoką wydajność generowania mocy przez przemiennik częstotliwości XSY - AT 1 za pośrednictwem czterech transformatorów BREVE. Uzyskana moc jest imponująca zważywszy na zasilanie tylko jednej linii sterującej [L2 - L4]. Spadek Amplitudy z 66,9 A do 64,9 A, tj. o 2 A dowodzi, że możliwość maksymalnego obciążania BSMH nr 3 ustała, pomimo przyrostu napięcia RMS: 98,31 V - 93,98 V = 4,33 V. Analiza ta uległa nieznacznej modyfikacji (zob. testy).
Chcąc nadal zwiększać moc należy zastosować: a) jeszcze jeden transformator BREVE o mocy 320 VA/230/48 VAC i połączyć go szeregowo z uzwojeniami wtórnymi ze znajdującymi się na stanowisku diagnostycznym; b) rozłączyć dwa trafa 100 VA.
Działania empiryczne trwały około 30 s. Celem ich znacznego przedłużenia należy zastosować odpowiednie wentylatory chłodzące silnik i transformatory. BSMH nr 3 nagrzewa się szczególnie od strony wału napędowego, ponieważ nie ma tam zamontowanego układu chłodzącego. Niewielka rotacja wirnika wystarcza jedynie na odprowadzenie temperatury z części tylnej silnika.
Uzyskanie lub konstrukcja dwufazowego przemiennika częstotliwości doprowadziłaby do poprawienia wyszczególnionych parametrów (!).
Ponowne moje Gratulacje dla wszystkich Producentów wartościowych urządzeń wykonawczych mocy, przetwarzających oraz monitorujących 😀.
Prezentuję dalsze działania empiryczne w zakresie Testu V (min. Rekord Amplitudy: 76,8 A !!!):
Q. W dniu 31.07.2024 r. Doktorant Politechniki Poznańskiej - Pan Krzysztof Nowopolski wykonał test na wyszczególnionych elektrycznych maszynach wirujących. Ustawienia kodów systemowych: P00 (max voltage) = 220 V; P01 (reference frequency) = 50 Hz; P02 (intermediate voltage) = 198 V; P03 (intermediate frequency) = 25 Hz; P04 (minimum voltage) = 5 V; P05 (minimum frequency) = 0,0 Hz; P06 (max operating) = 60 Hz.
Parametry podstawowe: Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 100 mA; krotność osc. * 10): f = 25,67 Hz = 1,54 kRPM; T = 38,95 ms = 0,03895 s; Rise i Fall (symetryczne) = 14,80 ms; Width (plus) = 21,10 ms; Width (minus) = 18,30 ms; Overshoot = 9,5 %; Preshoot = 6,0 %; Duty (plus) = 53,6 %; RMS = 2,14 V = 21,4 A; High = 3,04 V = 30,4 A; Low = - 3,68 V = - 36,8 A; Max = 3,68 V = 36,8 A; Amplituda = 7,68 V = 76,8 A [Rekord Amplitudy !!!] (zob. foto IMG numer 204247). Oscylogram (zob. foto IMG nr 204402): podstawa: Ch1 = 200 V; Ch2 = 2,00 V; M = 10,0 ms; a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do prostokątów ułożonych regularnie w górnym i dolnym zakresie; b) prądu: dążący do funkcji trójkątnej; znaczny prąd obciążenia uwydatnił ten przebieg; ΔT = 2,000 ms = 0,002 s (wyprzedzenie prądu przez napięcie). P [L2 - L4] = UIcos φ = 93,2 V [RMS Ch1] * 21,4 A * 0,948 = 1793,214 W = 1,793 kW. Obliczenie momentu elektromagnetycznego synchronicznego: Mels = P / (ω/p);
Mels = 1793,214 W/(161,289 rad/s : p [= 1]). Mels = 11,118 Nm. Parametry prądu były nadzorowane przez wymieniony amperomierz tablicowy LUMEL.
Powiodło się Panu Krzysztofowi uzyskać znaczący rekord Amplitudy - Gratulacje :).
* * * * * * * *
R. Test z dnia 01.08.2024 roku. Cel: uzyskanie mocy maksymalnej bazując na wyszczególnionych w lit. „Q” rampach napięciowo - częstotliwościowych zwiększając nieznacznie rotację. Uzyskane rezultaty:
Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 1,05 kHz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 480,00 μs; Width (minus) = 440,00 μs; Overshoot = 13,0 %; Preshoot = 7,4 %; Duty (plus) = 52,2 %; RMS = 96,66 V; High = 240,00 V; Low = - 192,00 V; Max = 296,00 V; Amplituda = 514,80 V (zob. foto IMG nr 102659).
S. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 100 mA; krotność osc. * 10): f = 25,91 Hz = 1554,6 RPM = 1,55 kRPM; T = 38,60 ms = 0,0386 s; Rise = 15,20 ms; Fall = 14,00 ms; Width (plus) = 19,88 ms; Width (minus) = 19,26 ms; Overshoot = 8,3 %; Preshoot = 6,0 %; Duty (plus) = 50,8 %; RMS = 2,22 V = 22,2 A (Rekord Obciążenia !!!); High = 3,20 V = 32,0 A; Low = - 3,52 V = - 35,2 A; Max = 3,76 V = 37,6 A; Amplituda = 7,60 V = 76,0 A (zob. fotografię IMG numer 103550).
T. Obliczenie współczynnika mocy: T = 38,60 ms = 0,0386 s; przesunięcie między prądem, a napięciem = ΔT = 2,000 ms = 0,002 s → 0,0386 s * x = 0,002 s * 360 st.; 0,0386 x = 0,72; x = 18,65 st.; zatem, cos φ tego kąta = 0,947 (zob. foto IMG nr 204402).
U. Obliczenie mocy: przez wszystkie cztery fazy przepływa prąd jednocześnie, ponieważ są one skojarzone w układzie czworokątnym.
Moc czynna: P [L2 - L4] = UIcos φ = 96,66 V * 22,2 A * 0,947 = 1970,03 W = 2032,12 W = 2,032 kW (Rekord mocy !!!).
V. Obliczenie momentu elektromagnetycznego synchronicznego: Mels = P / (ω/p)
Mels = 2032,12 W/(162,797 rad/s : p [= 1 → BSMH]). Mels = 12,483 Nm ≈ 12,5 Nm.
W. Analiza prądu obciążenia: całość odpowiedzi elektrotechnicznej silnika BSMH nr 3 (ang. BLHF-RM) na impulsy prądowe funkcji sinus przemiennika częstotliwości XSY - AT 1, zmodyfikowane przez zespół transformatorów oraz indukcyjność jego twornika, prowadzi do konkluzji, że motor podczas tak dużego obciążenia jest scharakteryzowany przebiegiem adekwatnym do trybu pracy generatora.
Prezentuję: a) ustalenie kąta fazowego pomiędzy liniami sterującymi; b) przyczynę niepoprawnego odczytu danych przez sondę Hantek; c) doskonałe rezultaty Testu V:
W dn. 23.04.2024 r. wykonano tę czynność. Niestety autor nie zwrócił uwagi na pozycję nastaw odniesienia i z tego powodu oprogramowanie oscyloskopu „obcięło” zakres górnego przebiegu.
W tym samym dniu ustalono metodą pomiaru, podczas zastosowania oscyloskopu UNI - T UTD 2052 Cl/50 MHz oraz sondy prądowej Hantek, kąt fazowy między prądami linii sterujących BSMH nr 3: [L1 - L3] i [L2 - L4]. Urządzenia testowe przedstawiono na foto IMG nr 155318. Maszyna synchroniczna, pełniąca funkcję generatora, jest napędzana szlifierką kątową 230 VAC/5,5 kRPM//2,1 kW. Rotację nadzoruje sterownik fazowy AVT 1860//4 kW. Do pierwszej linii sterującej podłączono dwie żarówki samochodowe 12 VDC/60 W każda (układ równoległy). Do drugiej identyczne dwa odbiorniki tożsamą metodą. BSMH nr 3, w funkcji prądnicowej wygenerował dwa przebiegi zbliżone do trójkątnych z drganiami przebiegu pochodzącymi od magnesów trwałych rotora (zob. foto IMG nr 155508). Różnica czasu ΔT = 15,20 ms = 0,0152 s. Ch1: T = 59,56 ms = 0,5956 s (sonda oscyloskopu); Ch2: T = 59,52 ms = 0,05952 s (sonda Hantek). Suma czasów = 119,08 s/2 (av) = 59,54 ms = 0,05954 s. Obliczenie kąta ΔT: 0,059 * x = 0,0152 s * 360 st. → 0,05954 x = 5,472; x = 91,90 st. Poprawna wartość przesunięcia wynosi 0,0149 s. Różnica: 0,0152 s i 0,0149 s = 0,0003 s = 300 μs. Autor uważa, że jest to dość znaczna dokładność pomiaru przez oscyloskop i sondę prądową.
Uzyskane dane oraz obliczenia bezsprzecznie potwierdzają wartość przesunięcia dwóch faz o kąt 90 stopni. Zatem, o identyczną kąt należy zasilać BSMH nr 3 (oraz każdy motor bazujący na tym systemie uzwojenia) w trybie silnikowym (!).
Test V (24.07.2024 r.):
Napędzanie szlifierki kątowej o mocy 2,1 kW czterofazowym silnikiem synchronicznym Brushless Hybrid Fast - Rotation Motor No 3 (Bezszczotkowy Szybkoobrotowy Motor Hybrydowy - BSMH) poprzez cztery transformatory sieciowe BREVE o parametrach: a) dwa 230 VAC/48 VAC//320 VA = 640 VA; b) dwa 230 VAC/24 VAC//100 VA = 200 VA. Zasilane są one przemiennikiem częstotliwości XSY - AT 1 230 VAC/0 - 400 Hz//1,5 kW/f „nośna” ok. 10 kHz. Uzwojenia fazowe elektrycznej maszyny synchronicznej połączone są w czworokąt celem zasilania każdej fazy w przebiegu prądu zbliżonym do funkcji sinus. Zasilana jest tylko druga linia sterująca [L2 - L4] ze względu na brak dwufazowego przemiennika częstotliwości scharakteryzowanego kątem pierwszej [L1 - L3] = 90 stopni. Uzwojenia pierwotne wszystkich transformatorów podłączone są do zacisków falownika „U” oraz „V”, natomiast wtórne: a) 320 VA urządzeń szeregowo; b) 100 VA - równolegle celem zwiększenia prądu obciążenia. Szeregowo do obciążenia są zamontowane dwa dławiki FERYSTER o indukcyjności 330 μH każdy (we wzajemnej równoległej konfiguracji) celem zwiększenia przepustowości prądu obciążenia do 20 A (wartość ciągła). Ustawienie kodów systemowych przemiennika (ramp napięciowych i częstotliwościowych wywołujących zaprogramowane skutki prądowe): P00 (max voltage) = 220 V; P01 (reference frequency) = 50 Hz; P02 (intermediate voltage) = 196 V; P03 (intermediate frequency) = 25 Hz; P 04 (minimum voltage) = 5 V; P05 (minimum frequency) = 0,0 Hz; P06 (max operating) = 60 Hz.
A. Tryb rozruchu silnika synchronicznego: dłonią - obroty prawe (dokręcanie się wału łączącego). Ustalono minimalne obroty synchroniczne wynoszące 3,4 - 3,6 Hz bazujące na wyszczególnionych rampach przemiennika częstotliwości.
B. Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 442,01 Hz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 1,34 ms; Width (minus) = 720,00 μs; Overshoot = 13,3 %; Preshoot = 5,0 %; Duty (plus) = 65,0 %; RMS = 93,98 V; High = 248,00 V; Low = - 232,00 V; Max = 312,00 V; Amplituda = 562,32 V (zob. foto IMG nr 095843).
C. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 100 mA; krotność osc. * 10): f = 25,37 Hz = 1522,2 RPM = 1,522 kRPM; T = 39,41 ms = 0,03941 s; Rise = 13,20 ms; Fall = 12,40 ms; Width (plus) = 19,98 ms; Width (minus) = 19,76 ms; Overshoot = 7,9 %; Preshoot = 4,0 %; Duty (plus) = 50,3 %; RMS = 2,17 V = 21,7 A; High = 3,00 V = 30,0 A; Low = - 3,04 V = 30,4 A; Max = 3,48 V = 34,8 A; Amplituda = 6,69 V = 66,9 A (zob. foto IMG nr 095854).
D. Oscylogram (zob. foto IMG nr 095822; podstawa: Ch1 = 200 V; Ch2 = 1,00 V; M = 10,0 ms; a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do prostokątów; ułożonych regularnie w górnym i dolnym zakresie; b) prądu: bardzo zbliżony do przebiegu funkcji sinus; znaczny prąd obciążenia uwydatnił ten przebieg; dane te oznaczają, że zbyt niska jego wartość zakłóca prąd funkcji napędowej.
E. Obliczenie współczynnika mocy: T = 39,41 ms = 0,03941 s; przesunięcie między prądem, a napięciem = ΔT = 2 ms = 0,002 s → 0,03941 * x = 0,002 s * 360 st.; 0,03941 x = 0,72; x = 18,269 st.; zatem, cos φ tego kąta = 0,9496 = 0,95.
F. Obliczenie mocy: przez wszystkie cztery fazy przepływa prąd jednocześnie, ponieważ są one skojarzone w układzie czworokątnym.
Moc czynna: P [L2 - L4] = UIcos φ = 93,98 V * 21,7 A * 0,95 = 1937,3977 W = 1,937 kW.
G. Obliczenie momentu elektromagnetycznego synchronicznego: Mels = P / (ω/p)
Mels = 1937,3977 W/(159,404 rad/s : p [= 1]). Mels = 12,154 Nm.
H. Należy przypomnieć Czytelnikom, że twornik BSMH (ang. BLHF-RM) nr 3 jest uzwojony na bazie systemu „Sectio Aurea” (łac. złoty podział) i bazuje na kącie fazowym równym 135 stopni. Możliwe jest również wykonanie tej czynności w oparciu o kąt 180 stopni („Sectio Aurea 180 stopni Sinus”). Wymienione układy uzwojenia są wyróżnione tzw. ”złotą cyfrą” osiem [8] należącą do zbioru {N} i określającą krotność biegunów rozłożonych (distributed), wydatnych (concentrated) lub cewek zespolonych, również concentrated (combined coils). Mogą być one skojarzone w czworokąt lub czteroramienną gwiazdę. Odpowiednie przełączanie tego specyficznego uzwojenie wywołuje obrót pola magnetycznego twornika w czterech tzw. „krokach” przyporządkowanych do kąta 90 stopni (zatem, 4 * 90 st. = 360 stopni = 2πrad). Zobacz poprzednie Rozdziały.
Uzyskane rezultaty są w znacznej części Rekordami w zakresie: a) RMS Ch1; b) Ch2: wszystkich prądów oraz Amplitudy; c) wysokiego współczynnika mocy, pomimo zasilania tylko drugiej linii sterującej; d) mocy czynnej; e) momentu elektromagnetycznego synchronicznego.
5:30 lecimy
Potężny i przerażający ten silnik aż mam strach oglądając go przez ekran
Tak, to jest już bardzo potężna maszyna, jak na domowe wykonanie. Amplituda prądu obciążenia jest bardzo znaczna i przekroczyła 50 A. Zabrakło zasilania pierwszej linii sterującej [L1 - L3] prądem funkcji sinus o wartości kątowej = 90 stopni.
Zabezpieczenia silnika synchronicznego i szlifierki kątowej oraz blokady poprawnie są wykonane i z tego powodu nie miałem zbytnio obaw, aby się poluzowały lub urwały.
Dziękuję za Komentarz, serdecznie pozdrawiam :).
Prezentuję dalszą treść Opisu VID nr 20240717112434. W dn. 24.07.2024 r. uzyskano doskonałe parametry: a) przebieg obciążenia dążący do sinus; b) Amplituda = 6,69 V = 66,9 A ≈ 70 A; c) Ch1: RMS = 93,98 V; d) Ch2: RMS obc. = 2,17 V = 21,7 A; e) przesunięcie fazowe = 2,000 ms = 0,002 s; f) cos φ = 0,94; g) P = UI cos φ = 93,88 V * 21,7 A * 0,94 = 1917,004 W = 1,917 kW; h) Moment elektromagnetyczny synchroniczny: Mels = P / (ω/p) = 1917 W/(159,404 rad/s : p =1) = 12,026 Nm. Przedstawione rezultaty są kolejnymi REKORDAMI BLHF-RM nr 3 (pol. BSMH) podczas napędzania szlifierki kątowej o mocy 2,1 kW. Szczegóły przedstawię w kolejnym Teście nr V.
K. W dn. 18/19.07.2024 r. dokonano pomiarów indukcyjności [XL] transformatorów testowych za pomocą miernika UT 603:
a) dwóch 320 VA: uzwojenia I połączone równolegle: 60,0 mH;
b) dwóch 320 VA: uzwojenia II połączone szeregowo: 45,8 mH;
c) dwóch 100 VA: uzwojenia I połączone równolegle: 0,675 H = 675 mH; (trafo STM 100 nr: 09-21/16224-9923 = 0,735 H = 735 mH; trafo TMM 100/A nr: 16224-9988/12-20 = 106,2 mH);
d) dwóch 320 VA: uzwojenia II połączone równolegle: 3,6 mH;
e) łącznie wszystkie uzwojenia pierwotne = 0,252 H = 252 mH (zob. foto IMG nr 121151);
f) łącznie wszystkie uzwojenia wtórne wraz z dławikami = 77,2 mH;
g) dwóch dławików 380 μH połączonych równolegle = 181 μH (wg obliczeń = 165,017 μH).
Na szczególną uwagę zasługuje wartość wymieniona w lit. „c” = 675 mH, co może oznaczać namagnesowanie rdzeni transformatorów. Z tego powodu podłączono te urządzenia do sieci energetycznej 230 VAC. Dokonano obserwacji oscyloskopem i multimetrem. Nie stwierdzono zakłóceń sygnałów. Wyszczególnione trafa: a) STM 100 nr: 09-21/16224-9923 = 0,735 H = 735 mH; b) TMM 100/A nr: 16224-9988/12-20 = 106,2 mH [21.07.2024 r.]. Wzór: 1/XL [mH] = (1/XL1 + 1/XL2 + 1/XLn) = 1/XL = (1/735 + 1/106,2) → 1/XL = 0,00136 + 0,00942 → 1/XL = 0,01078 → XL = 1/0,01078 = 92,76 mH [≤ 50 Hz]. Zatem, indukcyjność dwóch uzwojeń pierwotnych 100 VA transformatorów połączonych równolegle = 92,76 mH.
Uruchomiono wymieniony zespół napędowy uzyskując następujące rezultaty: Ch1: RMS = 98,63 V; Ch2: T = 38,43 ms; f = 26,02 RPM = 1,561 kRPM; RMS = 1,94 V = 19,4 A; Amplituda = 5,43 V = 54,3 A; przesunięcie fazowe ΔT = 2,400 ms = 0,0024 s = 22,482 stopnia; cos φ = 0,924. Moc czynna P = UIcos φ = 98,63 V * 19,4 A * 0,924 = 1768 W = 1,77 kW. Mel = (9,55 *1768)/RPM = 10,8164 = 10,82 Nm. (REKORDY: mocy, prądu obciążenia, amplitudy obciążenia i momentu elektromagnetycznego (zob. stosowne foto). Brat Mojej Żony - Romek jest świadkiem tych rewelacyjnych osiągów :).
Uzupełnienie Testu IV (18.07.2024 r.). Bez zmian kodów systemowych XSY - AT 1:
L. Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 952,38 Hz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 800,00 μs; Width (minus) = 580,00 μs; Overshoot = 12,7 %; Preshoot = 4,8 %; Duty (plus) = 58,0 %; RMS = 98,63 V; High = 232,00 V; Low = - 272,00 V; Max = 296,00 V; Amplituda = 586,00 V (zob. foto IMG nr 190306).
Ł. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 10 mA): f = 26,02 Hz = 1,5612 kRPM; T = 38,43 ms = 0,03843 s; Rise i Fall: symetryczne = 10,40 ms; Width (plus) = 22,94 ms; Width (minus) = 15,70 ms; Overshoot = 5,6 %; Preshoot = 3,2 %; Duty (plus) = 59,4 %; RMS = 1,94 V = 19,4 A; High = 2,04 V = 20,04 A; Low = - 3,00 V = - 30,0 A; Max = 2,32 V = 23,2 A, Min = - 3,16 V = - 31,6 A; Amplituda = 5,43 V = 54,3 A (olbrzymia wartość, jak na konstrukcję typu „Home Made” !!!; zob. foto IMG nr 190247). Rekord prądu obciążenia !!! Niewielki przyrost rotacji doprowadził do zwiększenie tego parametru na skutek odpowiedniego ustawienia ramp napięciowo - prądowych i częstotliwościowych.
M. Oscylogram: a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do nieregularnych prostokątów w zakresie górnym i dolnym; b) prądu: w zakresie górnym dążący do trapezu, natomiast w dolnym do prądu funkcji sinus/trójkąt. Prawdopodobnie przyczyną jest zamontowanie dwóch zespołów transformatorów o różnej indukcyjności (zob. foto IMG nr 190247).
N. Obliczenie współczynnika mocy: T = 38,43 ms = 0,03843 s; przesunięcie między prądem, a napięciem = ΔT = 2,4 ms = 0,0024 s (zob. foto IMG nr 190424) → 0,03843 s * x = 0,0024 s * 360 st.; 0,03843 s * x = 0,864; x = 22,482 st; cos φ = 0,924.
O. Obliczenie mocy: przez wszystkie cztery fazy przepływa prąd jednocześnie, ponieważ są one skojarzone w układzie czworokątnym.
Moc czynna: P [L2 - L4] = UI cosφ = 98,63 V * 19,4 A * 0,924 = 1768,0 W = 1,768 kW ≈ 1,8 kW (Rekord Mocy podczas napędu szlifierki kątowej 2,1 kW !!!).
P. Obliczenie momentu elektromagnetycznego:
Mel (elektromagnetyczny) = (9,55 * P [W])/n [RPM]. Mel = (9,55 * 1768 W)/1561,2 RPM = 6884,4/1561,2 = 10,815 Nm (Rekord Momentu Elektr. !!!).
Na podstawie dotychczasowych obliczeń można przedstawić poniższy wzór konsolidacyjny, w oparciu o dane bazowe, na obliczenie momentu elektromagnetycznego silnika synchronicznego [20.07.2024 r.]:
Wzór nr 1: Mels = P / (ω/p)
Oznaczenia:
* Mels - moment elektromagnetyczny synchroniczny [Nm];
* P - moc [W];
* / - kreska ułamkowa;
* ω - prędkość kątowa [rad/s]; (ω = 2πf);
* p - ilość par biegunów magnetycznych twornika [→ {N}].
Wymieniony wzór nr 1 dotyczy szczególnie silników: BLDC, PMSM, BLHF-RM (pol. BSMH) i SynRM.
W dn.22.07.2024 r. - z inicjatywy Doktoranta Politechniki Poznańskiej - Pana Krzysztofa Nowopolskiego dokonano oceny oscylogramu obciążenia na zmniejszonej rotacji BSMH nr 3. Powodem było przypuszczenie o nasycaniu się - efekt histerezy sondy prądowej Hantek CC - 65 podczas zwiększonego jego natężenia (zakres jej pracy: 20 mA - 65 A; pasmo: ≤ 20 kHz). W instrukcji obsługi tego urządzenia jest napisane, że wymienione zjawisko może się uaktywnić podczas pomiaru prądu stałego (zalecane jest wtedy kilkakrotne otwarcie i zwarcie szczęk, a następnie wyzerowanie).
Stanowisko diagnostyczne przedstawiono na foto IMG nr 121248. W pierwszej fazie testu rozpędzono BSMH nr 3 do częstotliwości 26,2 Hz = 1,572 RPM za pomocą wyszczególnionego już przemiennika częstotliwości i transformatorów (nie zmieniano ramp napięciowo - częstotliwościowych). Na obrazie IMG nr 120000 uwidoczniono parametry biegu silnika synchronicznego oraz prądu obciążenia = 18,45 A (miernik analogowy tablicowy LUMEL E 17 N (zakres pomiaru: 0 - 50 A; zob. dane lit. Ł: Ch2: 19,4 A). Różnica jest niewielka i wynosi 0,95 A. Przedstawione dane oznaczają, że amperomierz tablicowy LUMEL oraz sonda prądowa funkcjonują poprawnie w zakresie natężenia prądu obciążenia silnika synchronicznego.
Ponadto postawiono sobie za cel ustalenie poprawnego przebiegu tego parametru, dążącego do prądu funkcji sinus, przyporządkowanego rotacji maksymalnej w tym zakresie. Miernik cęgowy prądu i wymieniona sonda prądowa włączone. Podłączono szeregowo do obwodu zasilania BSMH nr 3 [L2 - L4] miernik tablicowy LUMEL - zob. wymienione stanowisko diagnostyczne. Uzyskano następujące rezultaty:
Q. Tablica Parametrów Ch1 (sonda napięciowa osc.): f = 480,43 Hz; Rise i Fall: brak danych; Width (plus) = 640,00 μs; Width (minus) = 720,00 μs; Overshoot = 11,7 %; Preshoot = 0,0 %; Duty (plus) = 47,1 %; RMS = 79,20 V; High = 280,00 V; Low = - 336,00 V; Max = 352,00 V; Amplituda = 681,12 V (zob. foto IMG nr 121323).
R. Tablica Parametrów Ch2 (sonda prądowa Hantek; 1 mV = 10 mA): f = 14,63 Hz = 877,8 RPM; T = 68,35 ms = 0,06835 s; Rise = 24,00 ms; Fall = 22,40 ms; Width (plus) = 35,00 ms; Width (minus) = 34,00 ms; Overshoot = 7,9 %; Preshoot = 3,4 %; Duty (plus) = 50,7 %; RMS = 1,20 V = 12,0 A; High = 1,76 V; Low = - 1,80 V; Max = 2,04 V; Amplituda = 3,92 V = 39,2 A (zob. foto IMG nr 121335).
S. Obliczenie mocy: Moc czynna: P [L2 - L4] = UI cosφ = 79,20 V * 12,0 A * 0,94 (av).
P = 893,376 = 0,8934 kW.
T. Obliczenie momentu elektromagnetycznego synchronicznego: Mels = P / (ω/p)
Mels = 893,4 W/(91,923 rad/s; p = 1) = 9,719 Nm.
U. Oscylogram: a) napięcia: sygnały PWM zbliżone do nieregularnych prostokątów w zakresie górnym i dolnym; b) prądu: regularny, zbliżony do prądu funkcji sinus/trójkąt (zob. foto IMG nr 121310).
Uzyskane rezultaty oznaczają, że przebieg obciążenia do wartości rotacji maszyny synchronicznej ≤ 14,63 Hz (877,8 RPM; I obc. = 12,0 A) jest zbliżony do poprawnego oscylogramu. Powyżej tego zakresu dąży w górnym zakresie do trapezu, a dolnym sinus/trójkąt. Aktualnie, trudno o precyzyjną weryfikację tego stanu, jednak autora stanowisko bardziej jest zdeterminowane różną indukcyjnością dwóch grup transformatorów lub niesymetrycznym obcinaniem przebiegu przez sondę prądową (pogląd Doktoranta Pana Krzysztofa). Wnioski: sprawdzić ustawienie zakresu pomiaru sondy prądowej.
Znowu kręciło mocniej łooo, uważaj pan bo to potęga
@@Chapucero_Helecho Prawda, że potęga. Na chwilę obecną już nie mogę zwiększać mocy, ponieważ korekcja w górę Rampy napięciowej (P02) spowoduje wyłączenie się przemiennika - kod Err 1 (przekroczenie mocy). Ten falownik to jest doskonałe urządzenie dla amatora testującego silniki synchroniczne, co potwierdził Phd Student Pan Krzysztof. Trafa również doskonale funkcjonują. Podobnie urządzenia kontrolne. Duże moje Uznanie dla Producentów.
Dziękuję Panu za kolejny Komentarz, serdecznie pozdrawiam 💖😀.
Uprzejmie proszę o merytoryczne Komentarze, dziękuję :)