Motorul asincron - modul de lucru

MOTORUL ASINCRON

Modelul masinii asincrone prezentate de obicei la cursuri este un model in regim permanent.Este stiut ca masina functioneaza in regim stabil, care este alimentata sub un sistem trifazat de valoare eficace constanta si care se roteste la o viteza constanta.Marimile sunt astfel sinusoidale si se apropie de spatiul complex si valabil (vectorii lui Fresnel).

Controlul vitezei foarte simplu, zis U/f, permite variatia vitezei masinii pe o gama foarte mare. Este un control scalar. Ecuatiile masinii ce permit calculul cuplului si de a vedea punctele de functionare sunt bazate pe modelul regimului permanent al masinii, care este un control vectorial al masinii.

Acest tip de control permite o dinamica de raspuns mai rapida si o precizie mai buna a controlului cuplului. Este totusi dificil de stabilit din moment ce necesita o putere de calcul in timp real din partea unitatii de control (microprocesoare, Digital Signal Procesor) a variatorului.

1 Modelul tranzitoriu al masinii asincrone

Ne trebuie un model al masinii asincrone care sa permita simularea functionarii in regim tranzitoriu si care permite comanda dupa o schema de control vectorial indirect cu orientarea fluxului rotoric.

2 Modul de lucru

Pentru a putea obtine ecuatiile presupunem ca bobinajul sa fie facut astfel incat sa avem o forta magneto-motoare sinusoidala daca avem o alimentare cu curenti sinusoidali. Presupunem de asemeni ca lucram in regim nesaturat. Neglijam fenomenul de histerezis, curentii lui Focault si efectul de piele. Regimul homopolar este nul din moment ce neutrul nu este conectat.Altfel spus, putem zice ca:

-fluxurile sunt aditive;

-inductantele proprii sunt constante

-avem o variatie sinusoidala a inductantelor mutuale intre infasurarile statorului si cele ale rotorului in functie de unghiul electric si axele lor magnetice.

3 Comanda unei masini asincrone

Distingem doua feluri de comanda: comanda scalara si comanda vectoriala.

Comanda scalara    Comanda vectoriala

·bazata pe modelul regimului ·bazata pe modelul tranzitoriu

permanent

+ simplu de inplementat    + controlul cuplului la sosire

+ precis si rapid

- dinamica lenta    - costuri mari de realizare(codare

incrementala, estimator de viteza)

Controlul marimilor in amplitudine Controlul marimilor in amplitudine

de faza

4 Comanda scalara

Exista destule comenzi scalare dupa care actionam asupra curentului sau a tensiunii. Ele depind totusi de topologia activatorului utilizat (ondulator de tensiune sau de curent). Ondulatorul de tensiune fiind folosit mai mult pentru putere mica si medie, comanda U/f este acum mai utilizata.

Comanda U/f a masinii asincrone

Principiul este de a mentine raportul U/f constant, ceea ca inseamna ca trebuie sa avem un flux constant. Controlul cuplului se face actionand asupra contactelor glisante.

5 Comanda vectoriala

Comanda vectoriala a fost introdusa inca de mult timp, insa ea nu a putut fi implementata si utilizata decat odata cu dezvolatrea micro-electronicii. Ea necesita calculele de transformare ala lui Park, evaluarea functiilor trigonometrice, integrari, reglari, calcule care nu se pot face in analogica pura. Controlul masinii asincrone necesita controlul cuplului, vitezei si a pozitiei. Controlul primar este cel al curentului si al cuplului, din moment ce putem scrie cuplul direct, in functie de curenti:

C=pM(Iqs∙Idr-Ids∙Iqr)

Din moment ce avem matricea reglarii cupului, ne putem ajuta de o bucla de reglare externa pentru a controla viteza. Vorbim astfel de o reglare in cascada, buclele dau dintr-una in alta. Este evident ca pentru a mari viteza este necesar un cuplu pozitiv, iar pentru a micsora viteza trebuie un cuplu negativ. Este clar acum ca iesirea regulatorului de viteza trebuie sa fie in functie de valoarea cuplului. Acest cuplu de referinta trebuie sa fie la randul sau impus de aplicarea curentilor, este rolul regulatorului de durenti. Oricum, formula cuplului electromagntic este complexa, nu se aseamana cu cea a masinii in c.c., unde decuplajul normal intre reglarea fluxului si cea a cuplului se face usor. Ne confruntam cu o dificultate suplimentara pentru controlul cuplului. Comanda vectoriala vine pentru a regla aceasta problema de decuplare a reglarii fluxului interoir al masinii de cel al cuplului.

Exista mai multe tipuri de control vectorial, noi vorbim aici doar despre comanda vectoriala indirecta cu orientare fluxului rotoric. Am vazut ca cuplul in regim tranzitoriu (nespecificat) se exprima ca un produs de curenti sau de fluxuri.