MOTOARELE SINCRONE - Principiu de functionare

MOTOARELE SINCRONE

Principiu de functionare

Cuplu electromagnetic

Motorul sincron autopilotat

Motorul sincron cu magneti

Diferitele pilotaje

Structura unei alimentatii cu ondularea tensiunii

1 Principiul de functionare

Rotorul, alimentat in c.c. de un sistem de contacte glisante, creeaza un camp magnetic rotoric care urmeaza campul rotitor statoric cu o intarziere unghiulara θ legat la sarcina (cu cat sarcina este mai importanta, cu atat θ este mai mare). Este stiut faptul ca rotorul se roteste la aceeasi viteza cu cea a campului rotitor, si ca motorul nu poate functiona direct la reteaua de 50Hz.Putem utiliza un convertizor de frecventa si astfel marim frecventa progresiv odata cu faza de demaraj (efect de rampa).Putem de asemenea sa pornim motorul in asincron, utilizand infasurarile inductorului ca secundar.Motorul poate fi utilizat la fel de bine pentru a da factorul de putere a unei instalatii.In acest caz, el trebuie supraexcitat, furnizand astfel putere reactiva la retea (incarcare capacitiva).

Fig.1

2Cuplul electromagnetic

C=K (Hr x Hs) cu Hr x Hs produs vectorial

C=K x Hr x Hs x sinθ

Daca : C=0
Daca = 90° : C = K Hr Hs = Cmax
Daca = 30° : C = Cmax/2
Daca > 90° : se deconecteaza

θ=unghiul electric (= unghiul mecanic in cazul masinii bipolare)

Fig.2

3 Motorul sincron autopilotat

Un senzor (codor sau decodor) detecteaza pozitia rotorului si permite convertizorului de frecventa sa mentina <θ= 90 intre campul rotitor statoric Hs si campul rotoric Hr pentru ca puterea motorului sa fie tot timpul maxima. Hs, modulat in amplitudine, fixeaza valoarea cuplului. Nu mai este astfel posibila deconectarea. Senzorul da si valoarea vitezei.

Functionare la viteza constanta: daca sarcina scade, pentru ca viteza sa ramana constanta, trebuie sa eliminam cuplul motor. Variatorul reduce astfel amplitudinea campului rotitor statoric Hs fara sa modificam frecventa.

Functionarea la cuplu constant: daca viteza scade, cuplul motor ramane constant doar daca amplitudinea campului rotitor statoric ramane canstanta.Variatorul reduce frecventa lui Hs conservandu-si astfel amplitudinea.

4 Motorul sincron cu magneti

Mai este numit si motorul brushless (fara perii) sau motorul in c.c. fara colector.

Alcatuirea motorului:

-un stator din tole suprapuse in care este dispus bobinajul ;

-un rotor format dintr-un ansamblu de tole si magneti ce creeaza fluxul inductor.

Absenta contactelor glisante imbunatateste fiabilitatea.

Magnetii utilizati sunt:

-feritele, care au cost scazut ;

-cobaltul de samarium (SmCo5, Sm2Co17), a caror performante dpdv ale energiei sunt exceptionale.Energia specifica este produsul BH in J/m³.

Rotorul motorului poate fi cu magneti depusi sau concentratie de flux.Aceasta a doua solutie utilizeaza un volum mai mic de magneti.

Fig.3

5 Diferitele pilotaje

Fig.4

Pilotajul in curent dreptunghiular este mai simplu de realizat si nu necesita decat un singur senzor de pozitie a rotorului de rezolutie mica (6 informatii/perioada).

Pilotajul motorului in curent sinusoidal permite evitarea comutatiilor brutale si obtinerea unei regularitati mai bune a cuplului motor,Generatoarea curentilor sinusoidali este facuta pentru ondularea in modulatie a tensiunii.Senzorul de pozitie a rotorului trebuie sa aiba o rezolutie mare (de ordinul 2000 puncte/perioada). Trebuie utilizat un decodor asociat unui CAN sau un codor incremental.

6 Structura de alimentare pentru ondularea tensiunii

Fig.5