Politechnika Śląska w Gliwicach

English version


Jesteś naszym 555722 gościem

Laboratorium Podstaw Telekomunikacji

Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki
Katedra - o nas / Badania / Skompensowany przekształtnik częstotliwości


Skompensowany przekształtnik częstotliwości


W obecnych czasach układy napędowe prądu przemiennego z wykorzystaniem silników indukcyjnych klatkowych stanowią jedną z największych grup odbiorników energii elektrycznej. Wśród metod sterowania takich układów największy udział stanowią metody częstotliwościowe regulacji prędkości obrotowej, które pozwalają na zapewnienie płynnej regulacji prędkości w szerokim zakresie przy zachowaniu dużej sprawności napędu. Wymagają one stosowania przemienników częstotliwości (falowników), w których częstotliwość może być regulowana poprzez odpowiednie sterowanie tranzystorów. W rozwiązaniach przemysłowych na wejściu napędowych falowników napięcia znajduje się prostownik diodowy wraz z kondensatorem, stanowiący źródło napięcia stałego dla falownika. Struktura taka jest prosta, lecz posiada wady, takie jak pobór z sieci odkształconych prądów oraz brak możliwości zwrotu energii do sieci w przypadku hamowania silnika bądź pracy prądnicowej.

W ostatnich latach coraz częściej stosuje się układy z dwoma przekształtnikami trójfazowymi, z których jeden zasila silnik, natomiast drugi pracuje jako prostownik PWM. Ze względu na możliwość zwrotu energii do sieci wykorzystuje się je do pozyskiwania energii ze źródeł rozproszonych (np. w elektrowniach wiatrowych), jak również w układach napędowych dużej mocy. Prostowniki PWM mają również coraz większe znaczenie ze względu na trend związany z poprawą jakości energii elektrycznej. Ponieważ układy takie zapewniają płynną regulację częstotliwości napięcia wyjściowego przy równoczesnym zapewnieniu quasi-sinusoidalnego prądu pobieranego z sieci o współczynniku mocy równym jedności, nazywane są skompensowanymi przekształtnikami częstotliwości.


Schemat stanowiska do badania skompensowanego przekształtnika częstotliwości

Schemat stanowiska do badania skompensowanego przekształtnika częstotliwości

W Katedrze Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki prowadzone są badania związane ze sterowaniem skompensowanego przekształtnika częstotliwości. Schemat blokowy stanowiska badawczego pokazano na powyższym rysunku.

Stanowisko laboratoryjneUkład sterowania został oparty na metodach:

  • DTC - Direct Torque Control (bezpośrednie sterowanie momentu) - sterowanie przekształtnika silnikowego,
  • DPC - Direct Power Control (bezpośrednie sterowanie mocy) - sterowanie przekształtnika sieciowego.

Rolę sterownika mikroprocesorowego spełnia karta sterowniczo-pomiarowa DS1104 firmy dSpace. Karta ta jest przeznaczona do współpracy ze środowiskiem Matlab-Simulink, dzięki temu możliwa jest stosunkowo łatwa i szybka implementacja algorytmów sterowania oraz ich modyfikacja. Obsługa stanowiska odbywa się za pomocą komputera - odpowiednie oprogramowanie pozwala na stworzenie panelu operatorskiego z zestawem przycisków, suwaków i innych elementów służących do sterowania pracą urządzenia oraz obserwacji przebiegów charakterystycznych wielkości (np. napięć, prądów czy prędkości obrotowej).

Zbudowane stanowisko ma charakter uniwersalny i może służyć do badania różnych metod sterowania silnika asynchronicznego i przekształtnika sieciowego, jak również układów odtwarzania niedostępnych zmiennych stanu (np. strumienia silnika czy prędkości obrotowej).


Zestaw silników użytych do badań

Zestaw silników użytych do badań


Jarosław Michalak, Michał Jeleń


 © 2002 - 2017 Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, KENER    Webmaster: