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Statischer Scherbius-Antrieb

Der statische Scherbius-Antrieb liefert die GeschwindigkeitSteuerung eines Wickelmotors unterhalb der Synchrondrehzahl. Der Wechselstromanteil des Rotors wird durch eine Diodenbrücke in Gleichstrom umgewandelt. Der geregelte Gleichrichter arbeitet als Wechselrichter und wandelt den Gleichstrom wieder in Wechselstrom um und führt ihn zur Wechselstromquelle zurück. Dieses Laufwerk hat die Fähigkeit, die Leistung sowohl in die positive als auch in die negative Richtung der eingespeisten Spannung zu leiten. Dies erhöht den Betriebszustand des Laufwerks.

Die Rückkopplungsleistung wird durch Steuern der Wechselrichter-Zählerleistung V gesteuertd2Der Zwischenkreis-Wechselrichter verringert die Welligkeit des Zwischenkreisstroms Id. Die Schlupfleistung des Antriebs wird an die Quelle zurückgeführt, wodurch die Effizienz des Antriebs steigt.

Statisch-Scherbius-Laufwerk

Die Eingangsleistung des Umrichters ist die Differenz des GleichstromsEingangsleistung und die rückgekoppelte Leistung. Die reaktive Eingangsleistung ist die Summe aus Motor und Eingangsblindleistung. Daher hat der Umrichter im gesamten Betriebsbereich einen geringen Leistungsfaktor.

static-scherbius-drive-equation-1
Dabei ist α der Wechselrichter-Zündwinkel und n und msind jeweils das Stator-zu-Rotor-Windungsverhältnis von Motor und Quellenseite, um das Seitenwindungsverhältnis des Transformators umzuwandeln. Die Vernachlässigung fällt über den Induktor.

static-scherbius-drive-equation-2

Ersetzen wir die Gleichung (1) und (2) in der obigen Gleichung

static-scherbius-drive-equation-3

wobei a = n / m

Der Maximalwert von Alpha ist auf 165º beschränktzur sicheren Kommutierung des Wechselrichter-Thyristors. Der Schlupf kann von 0 bis 0,966 α gesteuert werden, wenn α von 90º auf 165º geändert wird. Der geeignete Geschwindigkeitsbereich kann durch Auswahl des geeigneten Wertes von α erhalten werden.

Der Transformator wird verwendet, um die Spannung von V anzupassend1 und Vd2. Bei der niedrigsten vom Antrieb benötigten Geschwindigkeit ist Vd1 wird den maximalen Wert V habend1mund es ist gegeben durch

static-scherbius-drive-equation-4

Wo istm ist der Schlupfwert bei der niedrigsten Geschwindigkeit. Wenn α auf 165 beschränkt ist, wird m so gewählt, dass die Wechselrichterspannung einen Wert V hatd1m wenn α 165º ist, d.h.

static-scherbius-drive-equation-5

Der Wert von m bestimmt den höchsten Zündwinkel bei niedrigerer Motordrehzahl. Es ergibt auch den höchsten Zündwinkel und die niedrigste Blindleistung bei der niedrigsten Geschwindigkeit.

Betrachtet wird die Schaltung des Motors, die den magnetisierenden Zweig vernachlässigt. Wenn auf DC-Zwischenkreis Bezug genommen, Widerstand (sRs + Rr) wird 2 (sR ’s + Rr). Dies ergibt die äquivalente Schaltung des Antriebs, wobei Vd1 und Vd2 sind gegeben. Rd ist der Widerstand der Zwischenkreisdrossel.

Motor-and-Drive-Äquivalentschaltung

static-scherbius-drive-equation-5

Wenn der Kupferverlust des Rotors vernachlässigt wird

static-scherbius-drive-equation-8

Die Art der Drehzahldrehmomentkurve ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Drehzahl-Drehmoment-Kurven

Der Antrieb hat Anwendung im Pumpenantrieb welchererfordert die Drehzahlregelung nur im engen Bereich. Der Antrieb wird aufgrund seines hohen Wirkungsgrads und seiner geringen Kosten häufig bei Gebläse- und Pumpenantrieben mit mittlerer und hoher Leistung eingesetzt.

Betriebsarten statischer Scherbius-Antriebe

Nachfolgend sind die Betriebsarten von Static Scherbius Drives aufgeführt.

Untersynchrones Fahren - In dieser Betriebsart sind sowohl der Schlupf als auch das Drehmoment positiv, und daher ist die eingespritzte Spannung mit dem Rotorstrom in Phase. Die Leistung fließt in den Stator und die Rückkopplung in den Rotorkreis.

Supersynchrones Fahren - Wenn die Drehzahl des Motors über der liegtGleichlaufgeschwindigkeit, dann ist der Schlupf negativ. Somit sind Spannung und Strom zueinander phasenverschoben. Die Energie wird von der Treiberschaltung zusammen mit der in den Stator fließenden Eingangsleistung in den Rotor eingespeist.

Untersynchrones Generieren - Bei Untersynchronität muss das Drehmoment positiv sein, obwohl der Schlupf positiv ist. Die Energie wird durch den Schleifring in den Rotor eingespeist.

Supersynchrones Generieren - Wenn die Drehzahl des Motors über der liegtSynchrondrehzahl, dann werden Schlupf und Drehmoment negativ. Somit ist die Einspritzspannung in Phase mit dem Rotor. Die mechanische Leistung wird von der Welle eingespritzt und die Ausgangsleistung wird vom Stator- und Rotorkreis bezogen.

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