Microsoft Word - Danijela Sando SIR-1 MB

Транскрипт

1 ДИМЕНЗИОНИСАЊЕ ЕЛЕКТРИЧНИХ МОТОРА КОРИШЋЕЊЕМ ПРОГРАМА SPEED Данијела Сандо Факултет техничких наука, Чачак, Електротехничко и рачунарско инжењерство, Електроенергетика, школска 2013/2014. година Ментор рада др Мирослав Бјекић Апстракт У оквиру рада детаљно је обрађен софтверски пакет Speed, намењен димензионисању и анализи електричних мотора. Софтверски пакет Speed даје широке могућности и примењује се за основне типове електромотора. Коришћењем овог програма лако и брзо се долази до жељених параметара, потребних за испитивање. У раду су дате смернице како се долази до жељених параметара и прилагођен је студентима који похађају курсеве електричних машина и електромоторних погона. Кључне речи Speed, софтвер, електричне машине, електромоторни погони, 1 УВОД SPEED програм је специјализовани софтвер за анализу и пројектовање електричних машина и то: Мотора са аксијалним флуксом (PC-AXM- Axial Flux Motor) Машина без четкица са сталним магнетом (PC-BDC- Brushless permanent-magnet machines) Једносмерних комутаторских машина са сталним магнетима (PC-DCM- DC PMcommut. мach.) Асинхроних машина (PC-IMD- Induction Machines) Електромагнета (solenoid) Прекодачкорелуктантних машина (PC-LPM- linear brushless permanent-magnet) Синхроног релуктантног мотора (PC-SREL- synchrone reluctance motor) Наизменичне и једносмерне комутаторске машине (PC-WFC- AC and DC commutator machines) Обрађена верзија је из 2011, а програм је почео да се развија године на универзитету у Глазгову. Данас га користи преко 1500 интернационалних корисника, међу којима су и водећи произвођачи електричних машина. 2 МОДУЛИ ПРОГРАМА SPEED На следећим сликама су приказани почетни екрански прикази сваког од појединих програма пакета (лева слика), са дијалошким прозором у којима се може видети богатство избора различитих типова, конструкција и облика сваког од одређених типова мотора. PC-AXM- Axial-Flux Motor - Мотори са аксијалним флуксом PC-DCM- DC permanent-magnet commutator machines Једносмерне комутаторске машине са сталним магнетима

2 PC-BDC- Brushless permanent-magnet machines - Машине без четкица са сталним магнетима PC-IMD- Induction machines - Асинхроне машине PC-LPM- linear brushless permanent-magnet Ли неарни са сталним магнетима мотори без четкица PC-SLD- solenoid linear actuators - Електромагнети као линеарни актуатори PC-SRD - Switched reluctance machines - Прекидачкорелуктантне машине PC-SREL- synchrone reluctance motor - Синхрони релуктантни мотор

3 PC-WFC- AC and DC commutator machines - Наизменичне и једносмерне комутаторске машине У оквиру мастер рада детаљно су обрађени само модули PC-DCM и PC-IMD 2.1 PC-DCM- DC permanent-magnet commutator machines Једносмерне комутаторске машине са сталним магнетима PC-DCM- DC модул обрађује једносмерне комутаторске машине са сталним магнетима. Да би се приступило модулу потребно је да се на картициmotor desingиз програмаspud, из листе изабере картица DCM. Када се отвори ова картица појављује се радно окружење чији је изглед дат на слици 1. Слика1. Потребно је изабрати картицу NEW и тада се отвара радно окружење чији је изглед приказан на слици 2. Слика 2. Слика 3. У дијалошком прозору Create New File постоје две картице: Examples (примери) бирање типа магнета Sizing(димензионисање) задавање параметара: жељеног момента, однос момента и запремине мотора, број полова, број жлебова, напон, брзина обртања и тип магнета Након димензионисања мотора изабере се ОК и отвара се радно окружење чији је изглед дат на слици 4. У овом прозору се дефинишу сви битни параметри пројектованог мотора Слика 4. Када се изабера нов пројекат појављују се 4 картице у којима се посебно димензионишу механички, електрични, управљачки и термички параметри.

4 Слика 5. У оквиру картице Outline Editor, Data картица, дат је преглед основних параметара мотора и изглед попречног пресека мотора (слика 6.). Слика 6. Слика 7. На слици 7 у оквиру Winding editor дат је начин намотавања индукта јендосмерне машине. Са слике се може уочити да се на радном окружењу налазе развијена шема намотавања, подаци о мотору и израчунати параметри, који су потребни за намотавање. 2.2 PC-IMD- Induction machines- Асинхроне машине PC-IMD модул обрађује aсинхроне машине. Да би се приступило модулу потребно је да се на картици motor desing из програмаspud, из листе изабере картица IMD. Ки тапочети нов пројекат избором менија NEW. Отвара се радно окружење са две дијалошке картице приказане на сликама 8 и 9. Слика 8. Слика 9. Examples (примери) могућ је избор облика жлеба Sizing(димензионисање) задавање параметара мотора: момент, однос момента и запремине, број полова, број статорских и роторских жлебова, напон, брзина обртања и тип жлеба. Слика 10. Слика 11. На слици 10. дат је Templаte Editor, који се налази у картици Data, и који даје све параметре мотора који су подељени у осам група, налазе се у картицама на дну радног окружења (main, winding, rotor, losses, thermal, test data, simulation, settings). Сви параметри се могу мењати и то тако што се два пута кликне на жељену величину. Изглед радног окружења Outline Editor, картица Data, дат је на слици 11. Са слике се може видети да се ту налазе основни подаци о мотору и изглед попречног пресека мотора.

5 Изглед радног окружења Winding editor, картица Data, дат је на слици 12. Са картицама чијим се одабиром могу видети: намотавање једне фазе, намотавање свих фаза, график магнетопобудне силе, хармоници, фактор намотавања и кружни дијаграм. Слика 12. Функција Phasor diagram постаје активна када се у катрици Аnalysis изабере Steadu State analysis и изглед фазорског дијаграма дат је на слици 13. Слика 13. На слици 14 приказан је график на ком су на једном месту дате карактеристике зависности момента, снаге, степена искоришћења, струје и температуре од брзине. На слици 15 карактеристике зависности момента, снаге, степена искоришћења, струје и температуре од клизања. Карактеристике се добијају када се у картици Analysis изабере Torque/Speed characteristic. Помоћу функције equivalent circuit diagramцрта се еквивалентна шема асинхроне машине, изглед радног окружења дат је на слици 18. Све вредности елемената еквивалентне шеме мењају се тако што се кликне на њих, а затим се унесе жељена вредност. 3 КОРИСНО ЗА СТУДЕНТЕ Слика 14. Слика 15 Слика 16. У овом поглављу дате су смернице, у виду линкова и пречица, које ће олакшати коришћење функција у оквиру SPEED програма. Циљ овог поглавља је да студенти у току предавања или вежби могу на брз начин да покрену програм и да уз помоћ датих пречица виде нпр. неку од карактеристика, или да на брз начин израчунају параметре еквивалентне шеме асинхроне машине.

6 3.1 Једносмерне комутаторске машине са сталним магнетима Функције и њихове пречице: Изглед попречног пресека и основне карактеристике машине Ctrl+1 Карактеристике машине Ctrl+3 Намотавање Ctrl+W Крива магнећења за различите материјале Ctrl+М Мерне јединице које се користе за величине којима се описује машина Ctrl+U Опције за сваку функцију покрећу се помоћу F8 Динамичке карактеристике Ctrl+D, а да би се видели графициctrl+g За функције за које програмом нису предвиђене пречице, дате су кратке шеме како их најбрже покренути : Карактеристика n=f(m) Analysis Torque/Speed Results Torque/Speed Graphs 3.2 Асинхроне машине Функције и њихове пречице: Изглед попречног пресека и основне карактеристике машине Ctrl+1 Карактеристике машине Ctrl+3 Намотавање Ctrl+W Крива магнећења за различите материјале Ctrl+М Мерне јединице које се користе за величине којима се описује машина Ctrl+U Опције за сваку функцију покрећу се помоћу F8 Термални модел Ctrl+Т Фазорски дијаграм Ctrl+А Еквивалентна шема Ctrl+Е За фукције за које програмом нису предвиђене пречице, дате су кратке шеме како их најбрже покренути : К-ка AM: Analysis Torque/SpeedCharacheristic Results Torque/Speed Graphs К-ке мотора при поласку: Analysis Line-start calculation К-ке струје, напона и момента у зависности од положаја ротора: Analysis Drive simulation Функције које се односе на цртање карактеристика имају могућност приказа више различитих графика. Да би се графици прегледали на лакши начин потребно је након отварања радног окружења на ком се налази један график, изабрати таастерenter да би се на радном окружењу појавио наредни график. 4 ЗАКЉУЧАК Циљ анализе овог програма је да се испитају његове могућности и на основу тога се студентима понуди један одличан софтверски пакет, које им може бити од велике користи приликом изучавања области електричних машина. Детаљно су обрађена само два модула: једносмерне маине са сталним магнетима и асинхроне машине јер се оне изучавају из предмета Електричне машине 2 на III години смера Електроенергетика на Факултету техничких наука у Чачку. Остали модули се могу проучавати из области Специјалне електричне машине или на мастер студијама из предмета Моделовање и симулација. Програм пружа велике могућности за самостални рад студената. Може се користити и у виду домаћих задатака где би студенти добили конкретан пројектни задатак који би решавали помоћу програма SPEED. 5 ЛИТЕРАТУРА [1] Ђуровић, М. и Гојковић, Ј., Електричне машине, Подгорица, [2] Петровић, М., Електричне машине и постројења, Научна књига, Београд, [3] SPEED's Electric Machines, TJE Miller, 2002/2011 [4] WinSPEED 2011, Combined user's manual for Windows versions of SPEED software, [5] Сајт SPEED, [6] Мудл систем, ФТН Чачак, [7] Предавања из предмета Електричне машине и Асинхроне машине на Факултету техничких наука у Чачку школске 2010/11 и 2011/12, Бјекић М., Росић, М.