Politechnika Śląska w Gliwicach

English version


Jesteś naszym 555450 gościem

Laboratorium Podstaw Telekomunikacji

Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki
Katedra - o nas / Badania / uP system sterowania napędu trakcyjnego z silnikami PMSM


Mikroprocesorowy system sterowania napędu trakcyjnego z silnikami bezszczotkowymi prądu przemiennego


Silniki bezszczotkowe z magnesami trwałymi i komutacją elektroniczną są obiektem zainteresowań producentów i użytkowników napędów elektrycznych. Wynika to z faktu, że silniki te mają najwyższą sprawność energetyczną ze wszystkich maszyn elektrycznych, a ich właściwości napędowe są zbliżone do silników prądu stałego ze wzbudzeniem elektromagnetycznym.

Radykalny postęp w technice materiałowej spowodował znaczne obniżenie cen magnesów trwałych, dzięki czemu maszyny tego typu mogą być konkurencyjne pod względem ekonomicznym z silnikami indukcyjnymi. Niezaprzeczalnie zalety tego typu silników, do których można zaliczyć:

  • bardzo dużą sprawność,
  • liniową charakterystykę mechaniczną,
  • korzystny współczynnik rozwijanego momentu do gabarytów,
  • małe mechaniczne stałe czasowe,
  • dużą przeciążalność oraz możliwość rozwijania momentu w czasie postoju

sprawiają, że już obecnie panuje przekonanie, iż napędy z silnikami bezszczotkowymi w niedalekiej przyszłości będą zastępować silniki indukcyjne klatkowe.

Szczególnie ważną gałęzią przemysłu, w której upatruje się duże możliwości aplikacyjne napędów z silnikami bezszczotkowymi, są napędy trakcyjne.

Badania napędów z silnikami bezszczotkowymi wzbudzanych magnesami trwałymi prowadzone są w Katedrze od 1997 roku. Prace te, rozpoczęte przez zespół kierowany przez profesora Krzysztofa Krykowskiego, koncentrują się głównie wokół napędów z silnikami bezszczotkowymi prądu stałego o mocach nieprzekraczających 1kW.

Od roku 2004 w Katedrze prowadzone są także badania układów napędowych z silnikami bezszczotkowymi prądu przemiennego. Przykładem może być wdrożenie mikroprocesorowego systemu sterowania napędu z silnikiem z magnesami trwałymi o sinusoidalnej sile elektromotorycznej i mocy ok. 60kW. Prace wykonywane były w związku z modernizacją lokomotywy kopalnianej. W ramach modernizacji założono m.in., że istniejący napęd z silnikiem prądu stałego zostanie zastąpiony silnikiem bezszczotkowym.

Układ napędowy składał się z silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (PMSM) zbudowanego przez BOBRME KOMEL, oraz falownika napięcia MSI. Silnik typu PMPg250L został opracowany i zbudowany jako zamiennik do istniejących silników prądu stałego stosowanych obecnie w lokomotywach kopalnianych. Do zasilania silnika zastosowany został falownik napięcia MSI firmy ENEL, przystosowany do wymogów pracy napędu. Układ sterowania napędu zrealizowano na bazie mikrokontrolera sygnałowego TMS320F2812. Układ został uruchomiony i poddany testom laboratoryjnym. Wyniki badań wskazują, że napęd taki ma bardzo dobre właściwości ruchowe i energetyczne, pozwalające na zastosowanie w układach wymagających rozwinięcia dużego momentu, także przy małej lub zerowej prędkości obrotowej.

Schemat blokowy układu sterowania napędu z silnikiem PMSM

Układ napędowy z silnikiem bezszczotkowym na stanowisku prób

Problematyką związaną z zastosowaniem silników bezszczotkowych prądu przemiennego zajmuje się zespół w składzie:


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