Transcript Silnik_Adamsa

Gdańsk, dn. 31.03.2010
Seminarium dyplomowe
magisterskie
Dyplomant:Łukasz Mentel
Opiekun:
dr inż. Stanisław Galla
Spis treści
1. Temat pracy
2. Cel pracy
3. Zakres pracy
4. Bibliografia
2
Temat pracy
Badania nad własnościami silnika
reluktancyjnego z impulsowym układem
sterowania
Ang: The testing of impuls steering of
electric inductive motor
3
Silnik reluktancyjny
Silnik reluktancyjny
– jest to silnik
synchroniczny, z
reluktancyjnym
momentem siły
pojawiającym się w
skutek dynamicznego
działania pola
magnetycznego na
element asymetryczny
magnetycznie
Silnik reluktancyjny o 6 biegunach
stojana i 4 biegunach wirnika
4
Silnik reluktancyjny
Zasada działania
- Przez uzwojenie jednej
fazy przepływa prąd
powodujący wytworzenie
strumienia w obwodzie
magnetycznym
- strumień z tendencją do
magazynowania
maksymalnej energii
magnetycznej powoduje
obrót rotora
Zasada wytwarzania momentu
obrotowego
5
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
6
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
7
1. Opracowanie modelu silnika i układu
sterowania
Podstawą do zagłębienia się w silniki reluktancyjne
jest silnik Adamsa.
Składa się on z nieruchomego statora (cewka
elektromagnetyczna) oraz ruchomego rotora z
umieszczonymi na jego obwodzie magnesami.
8
1. Opracowanie modelu silnika i układu
sterowania
Pierwsza faza ruchu:
- metalowy rdzeń statora
przyciąga magnetyczny
segment rotora
- rotor uzyskuje pewną
ilość energii kinetycznej
9
1. Opracowanie modelu silnika i układu
sterowania
Druga faza ruchu:
- biegunowość rdzenia
statora wywołana przez
magnetyczny segment
- włączenie prądu cewki –
demagnetyzacja rdzenia
10
1. Opracowanie modelu silnika i układu
sterowania
Trzecia faza ruchu:
- odcięcie dopływu prądu
do cewki
- cewka „próbuje”
podtrzymać przepływ
prądu w obwodzie,
segment magnetyczny
indukuje w niej prąd
Silnik potrafi rozwinąć prędkości ok. 2000 RPM, co podowuje, że
wszystkie 3 fazy ruchu pojawiają się równocześnie ok. 130
razy/s – problem z rozładowaniem cewki.
11
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
12
2. Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu

Pomiar rezystancji cewki/cewek

Pomiar poboru prądu przez układ

Pomiar szybkości obrotów rotora

Pomiar sprawności silnika
Robert George Adams twierdził, iż silnik jego
autorstwa posiada sprawność elektryczną powyżej 100% perpetuum mobile?
13
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
14
3. Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Silnik Adamsa, jest silnikiem wymagającym
precyzji wykonania, jak i sterowania jego pracą,
dlatego istotną częścią urządzenia jest układ
sterowania.
Układ taki musi w odpowiednim momencie –
ściśle ustalonym! – włączać i wyłączać cewkę, tak,
aby oddziaływała ona na wirujące magnesy rotora.
Proponowane rozwiązania:
-
Transoptor szczelinowy
-
Hallotron
15
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
16
4. Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Zaprojektowanie i przeprowadzenie odpowiednich
symulacji układu w oprogramowaniu typu SPICE lub
LabVIEW.
Próba zaprojektowania własnego układu
sterowania silnikiem elektrycznym Adamsa.
17
Cele pracy
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Opracowanie modelu silnika i układu sterowania
Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu
Na podstawie uzyskanych danych opracowanie
algorytmu sterowania pracą silnika
Opracowanie modelu zastępczego układu
sterowania
Implementacja algorytmów i wyników badań
Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane
wyniki
18
6. Wykonanie prototypu układu w oparciu o
uzyskane wyniki
Elementy składowe:
- rotor
- stator (cewka)
- tranzystor sterujący
- impulsator
19
6. Wykonanie prototypu układu w oparciu o
uzyskane wyniki
20
Zakres pracy
1.
2.
3.
4.
Wykonanie symulacji układu
Zbudowanie prototypu silnika
Wykonanie pomiarów na podstawie
prototypu
Stworzenie silnika na podstawie
symulacji, pomiarów prototypu oraz
przemyśleń konstrukcyjnych
21
Bibliografia
1. Przepiórkowski J., Silniki elektryczne w praktyce
elektronika. Warszawa: Wydawnictwo BTC, 2007.
2. Dobrowolski A., Pod maską SPICE’A: metody i
algorytmy analizy układów elektronicznych,
Warszawa: Wydawnictwo BTC, cop. 2004.
3. Tłaczała W.: Środowisko LabVIEW w
eksperymencie wspomaganym komputerowo. WNT,
Warszawa 2002.
22