ElektroPrůmysl.cz, září 2012

9 ElektroTrh.cz, září 2012 točtu a nemají v důsledku indukčností vinutí motoru velký vliv. Přídavné ztráty Harmonické u napětí a proudu asynchronního mo- toru nakrátko napájeného z měniče způsobují přídav- né ztráty v železe a ve vinutí statoru a rotoru. Přídavné ztráty v železe závisejí na amplitudách, a zejména na kmitočtech harmonických fázového napětí. Přídav- né ztráty v železe nezávislé na zatížení jsou důležité u motorů napájených z napěťových měničů. U motorů napájených z proudových měničů jsou přídavné ztráty v železe nezávislé na zatížení téměř zanedbatelné. Při napájení proudovými měniči existuje další druh ztrát v železe, takzvané komutační ztráty. Rychlá změna rozptylových toků během komutačního inter- valu vytváří vířivé proudy v zubech statoru a rotoru. V případě napájení napěťovými měniči nedochází k žádným komutačním ztrátám, protože komutační proudy neprocházejí vinutími motoru. Přídavné ztráty ve vinutí rotoru závisejí na návrhu rotoru (na geometrii drážek). Rotory s výrazným po- sunem proudu jsou na tyto ztráty zvlášť citlivé. V pří- padě napěťových měničů je rozptylová reaktance nejdůležitější konstrukční charakteristikou, protože omezuje proudy harmonických, které jsou příčinou ztrát. Přídavné ztráty při napájení z napěťového mě- niče nezávisejí na zatížení. Naopak, v případě prou- dového měniče, jsou na zatížení závislé. Neexistuje žádná jednoduchá metoda pro výpo- čet přídavných ztrát a není možné stanovit jejich hodnotu s obecnou platností. Jejich závislost na růz- ných fyzikálních veličinách je velmi složitá. Existuje také velké množství variant jak měničů (např. prou- dové a napěťové měniče s různými kmitočty impulzů a vzorky impulzů), tak motorů (např. různé druhy vi- nutí, zešikmení, geometrie drážek). Snížení momentu při napájení z měniče Je-li motor napájen z měniče při jmenovitém kmi- točtu, dosažitelný moment je obvykle menší než jme- novitý moment při sinusovém napětí. Snížení závisí v důsledku přídavných ztrát jak na oteplení, tak na po- měru výstupního napětí měniče při jmenovitém kmi- točtu motoru ke jmenovitému napětí motoru. Oteplení závisí na konstrukci jednotlivého motoru a na způsobu chlazení (např. IC01 nebo IC0141, viz. IEC 60034-6). Při určování činitele snížení je důležitá tepel- ná rezerva určitého motoru. Se zřetelem na všechny tyto vlivy je činitel snížení při jmenovitém kmitočtu v typickém případě v rozsahu od 0,8 do 1,0. Jmenovité hodnoty měniče v praxi často nezna- menají, že základní tok při jmenovitém kmitočtu je stejný jako při sinusovém napětí. Důvodem je přídav- ná odchylka momentu, jejíž hodnoty závisejí na jed- notlivých parametrech. V rozsahu nastavení otáček pod synchronními otáčkami při jmenovitém kmitočtu motoru, a je-li odpor statorového vinutí zanedbatelný ve srovnání s reaktancemi motoru, vede použití zákonitosti U 1 /f 1 = konstanta ke konstantnímu momentu zvratu. Aby byl kompenzován vliv odporu statoru motoru, jsou navrženy některé měniče tak, že jejich charakte- ristika při nízkých otáčkách vytváří vyšší momenty než v případě, že taková kompenzace neexistuje. Oscilační momenty Asynchronní (časově konstantní) momenty vytvá- řené harmonickými mají na provoz pohonu malý vliv. To však neplatí pro oscilační momenty, které vytváře- jí torzní vibrace v mechanickém systému. V případě trojfázových asynchronních motorů na- pájených z proudových měničů s šestipulzním obvo- dem jsou v praxi důležité oscilační momenty s šesti- násobkem a dvanáctinásobkem pracovního kmitočtu f 1 . Jejich amplitudy jsou řádově 15% (u kmitočtu 6 x f 1 ) a 5% (u kmitočtu 12 x f 1 ) jmenovitého momentu. Doporučuje se věnovat pozornost výpočtu kritic- kých torzních otáček, zejména u pohonů s převodo- vými prvky, které jsou pouze mírně tlumeny. U pohonů s měniči s pulzním řízením jsou kmi- točty dominantních oscilačních momentů určeny kmitočtem impulzů, zatímco jejich amplitudy závisejí na šířce impulzů. Amplitudy oscilačního momentu mohou mít tedy výšku až 15%, pokud kmitočet im- pulzů přesahuje desetkrát základní kmitočet, což je u měničů používaných v současné době obvyklé. Při vyšších kmitočtech impulzů (řádové 21 x f 1 ) jsou osci- lační momenty o kmitočtech 6 x f 1 a 12 x f 1 , prakticky zanedbatelné, pokud je použit vhodný vzorek impul- zů. Navíc jsou vytvářeny oscilační momenty, které jsou dvojnásobkem kmitočtu impulzů. Ty však nema- jí nepříznivý vliv na systém pohonu, protože jejich kmitočet je mnohem vyšší než kritické mechanické kmitočty. Magneticky buzený hluk V důsledku harmonických se mechanismus buzení magnetického hluku stává složitějším než při provozu se sinusovým napájením. Spolehlivý předběžný výpo- čet magnetického hluku, k němuž dochází při provozu asynchronních motorů nakrátko napájených z měničů, není v současné době možný. Zejména může docházet k rezonanci v některých bodech rozsahu otáček. Při napájení motoru z proudového měniče vytvá- řejí harmonické proudu přídavné magneticky buzené POHONY, MĚNIČE FREKVENCE A ENERGETIKA