- Tytuł:
-
Oscillating synchronous pulsating current motor-compressor supplied from DC source
Zespół silnik oscylujący synchroniczny-kompresor zasilany prądem pulsującym ze źródła prądu stałego - Autorzy:
-
Guseinoviene, E.
Kudarauskas, S.
Senulis, A.
Simanyniene, L.
Vaupšas, J. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/159022.pdf
- Data publikacji:
- 2004
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
- Tematy:
-
silnik synchroniczny
kompresor tłokowy
napęd motor-kompresor
przetwarzanie energii elektrycznej - Opis:
-
This paper deals with the oscillating synchronous pulsating current motor driving a piston compressor that is supplied from DC source by converter, which forms square-wave voltage impulses. The studies of supply of this motor from DC source are related to problems of its control as well as to enlargement of domains of its application (e.g., in the road vehicles). The main advantage of considered device is a possibility to connect directly moving part of the motor with the compressor's piston. The oscillating synchronous motors are used in this drive. Practically, two types of oscillating synchronous motors are applied in the compressor drive: the excited and so-called pulsating current motors (with the unidirectional impulses of windings current formed by semiconductor element or by supplying converter [1]). The simplest pulsating current motor in the single-sided compressor drive is shown in Fig.3a). As a rule, a mechanical spring is necessary in such device [3]. However, the symmetric pulsating current motor in the double-sided compressor drive (Fig.3b) in principle could be springless. A thyristor-control of studying motor is the simplest. The frequency control also can be realised by inverter, which forms a sinusoidal voltage using filters of higher harmonics. Any type of filters makes more expensive the converter itself. The simpler converter is that, which forms square-wave voltage impulses. In this case, converter would be composed of electronic switches. Two followed in turn voltage pulses of different signs must be formed, as only in such case the recuperation of magnetic field energy is possible. The requirements for square-wave supplying voltage are reflected it Fig.4a). The duration of the positive voltage pulse T1 predetermines motor performance, and the duration of this pulse could be varied dependably on purpose of control. The duration of negative pulse T2 must continue till the current i become equal to zero. If the inverse current is limited by additional element of the circuit, the duration of negative pulse T2' must continue up to the end of cycle. The square-wave voltage may be formed from direct voltage with an H-shape scheme of electronic switches S (Fig.4b). The analysis of such motor-compressor drive has been carried out by numerical methods (in Mathcad software). Some variables and characteristics of considered motor as functions of oscillation amplitude H on complex mechanical impedance Z=R + jX [1] are presented in Fig.5, 6, 7. The results of analysis show that it is expedient to supply the oscillating synchronous pulsating current motor-compressor from DC source by forming the square-wave voltage. In this case the control of the device can be carried out more easily.
Artykuł dotyczy zespołu oscylacyjny silnik synchroniczny - kompresor tłokowy, zasilanego prądem pulsującym otrzymywanym ze źródła prądu stałego poprzez przetwornik wytwarzający prostokątne impulsy napięcia. Badania dotyczące zasilania tego silnika ze źródła prądu stałego są związane z problemami jego sterowania oraz z rozszerzeniem obszaru jego zastosowania (np. w pojazdach drogowych). Główną zaletą rozpatrywanego urządzenia jest możliwość bezpośredniego połączenia ruchomej części silnika z tłokiem sprężarki. W napędzie tym stosuje się oscylacyjne silniki synchroniczne. W praktyce do napędu sprężarki stosuje się dwa rodzaje oscylacyjnych silników synchronicznych: silniki ze wzbudzeniem i tzw. silniki na prąd pulsujący (z jednokierunkowymi impulsami prądu uzwojenia formowanymi przez element półprzewodnikowy lub przez przetwornik zasilający [1]). Rysunek 3a) przedstawia najprostszy silnik na prąd pulsujący w jednostronnym napędzie sprężarki. W urządzeniu takim z zasady potrzebna jest mechaniczna sprężyna [3]. Jednakże dwustronny napęd sprężarki (rys.3b) silnikiem na symetryczny prąd pulsujący z zasady może być bez sprężyny. Najprostsze jest tyrystorowe sterowanie rozważanych silników. Sterowanie częstotliwościowe może być również realizowane przez falownik, który daje napięcie sinusoidalne przy użyciu filtrów wyższych harmonicznych. Wszelkie filtry podrażają przetwornik. Przetwornik wytwarzający impulsy fali prostokątnej jest prostszy. W tym przypadku przetwornik składałby się z przełączników elektronicznych. Muszą być wytworzone następujące po sobie kolejno impulsy napięcia różnego znaku, gdyż tylko w tym przypadku jest możliwe odzyskiwanie energii pola magnetycznego. Wymagania dla napięcia o przebiegu prostokątnym napięcia zasilającego przedstawiono na rys.4a). Czas trwania dodatniego impulsu, T1, decyduje o pracy silnika i może być zmieniany zależnie od potrzeb sterowania. Czas trwania impulsu ujemnego, T2, musi trwać, aż prąd i stanie się równy zeru. Jeśli prąd wsteczny jest ograniczony przez dodatkowy element obwodu, to ujemny impuls, T2' , musi trwać do końca cyklu. Napięcie o przebiegu prostokątnym może być wytwarzane z napięcia prądu stałego przez układ typu H przełączników elektronicznych S (rys.4b). Analizy takiego napędu motor-kompresor dokonano metodą numeryczną (przy użyciu programu Mathcad). Niektóre zmienne i charakterystyki rozpatrywanego silnika pokazano na rys.5, 6, 7 w funkcji zależności amplitudy oscylacji H od zespolonej impedancji mechanicznej Z = R + jX [1]. Wyniki analizy wykazują, że korzystne jest zasilanie zespołu oscylacyjny silnik synchroniczny-kompresor, prądem pulsującym ze źródła prądu stałego, przez formowanie napięcia o przebiegu prostokątnym. Pozwala to na łatwiejsze sterowanie urządzenia. - Źródło:
-
Prace Instytutu Elektrotechniki; 2004, 220; 7-16
0032-6216 - Pojawia się w:
- Prace Instytutu Elektrotechniki
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł