אוניברסיטת בן גוריון

הפקולטה לטכנולוגיה

המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים

תלאלקטרוניקה תעשייתי המעבד

361-1-4373

7ניסוי מס'

פעולה של משנה תדר להפעלת מנוע השראהההכרת

ACS550-01 Drives (0.75…110kW)שורת : . משנה תדר 01איור

באדיבות של חברות םנתרתודות לציוד ש קייםניסוי זה מת

SATEC ו- ABB Israel

2012

2

זהרה!א

הניסוי מתבצע במעבדה להמרת אנרגיה. במעבדה זאת משתמשים בציוד הפועל

.220Vdc - ו 400Vacשל גבוה במתח

בטיחות במעבדהההוראות את ניסוי חייבים להכיר ב משתתפיםסטודנטים ומדריכים ה

/http://www.ee.bgu.ac.il/~econvlabלהמרת אנרגיה

סטודנטים ומדריכים חייבים לחתום על טופס הכרות והבנת הוראות הבטיחות במעבדה להמרת אנרגיה.

עבודהה . עמדת 02איור

. עהנמש כמקור מכונת זרם ישר המששל ו ,כרוניתסינהמכונה הל נמצא לוח בקרה של אבצד שמ

.(פחת) הגנהמפסקי ו מתח, מפסקי מתחשל הזנת שקעיםבעמוד נמצאים

3

R83-ph load

R7DC-load

Induction machine

DC machineSynchronous

machine

.מיתקן מכונות חשמל. 03איור

Controller

Inverter

Voltage Sensor

. מיתקן משנה תדר 04איור

4

כללי. 1

המנועים הנפוצים ביותר בתעשייה עקב מבנה פשוט, אמינות גבוהה ועלות מנועי השראה בעלי רוטור כלוב הינם

נמוכה. מאפיין ייחודי של מנועי השראה הוא יצבות גבוהה של מהירות הסיבוב. ככלל, שינוי מהירות הסיבוב כתוצאה

.2-3%משינויי העומס אינו עובר

המהירות מתבצע על ידי מיתוג מספר זוגות מנועי השראה יכולים להיבנות עבור פעולה במספר מהירויות. שינוי

קטבים. רוב היישומים של מנועי השראה מתוכננים למהירות סיבוב קבועה.

, אך המנועים הללו מורכבים במקרים, בהם נדרש שינוי רציף של מהירות הסיבוב, ניתן להשתמש במנועי זרם ישר

ת מהירות מנוע לזרם ישר נדרש ספק מתח מבוקר ולכן יקרים הרבה יותר. מעבר לכך, בכדי לשנו המבנה מבחינת

לזרם ישר.(משתנה)

כלכלית להשתמש במנוע השראה עם מכשיר המסוגל לשנות את מהירות המנוע.- במקרים רבים, עדיף מבחינה טכנו

על ידי וי התדירות מבוצעיעילה ביותר היא הזנת המנוע בתדירות משתנה. שינה ,שיטות לשינוי מהירותהמבין

).VFD-variable frequency driverיר ייחודי הנקרא משנה מהירות או משנה תדר (מכש

יכולת שליטה על המהירות, במיוחד עם בקרה בחוג סגור, משפרת מאד את ביצועי מערכת כולה.

מטרת הניסוי 2

הכרת השיטה לשינוי תדירות.

. ACS550-01-08A8-4דגם ABBהכרת משנה תדר תעשייתי תוצרת

ניתוח מאפיינים חשמליים של משנה מהירות ומכונת השראה.

ניתוח ספקטראלי של זרם מעוות על ידי משנה מהירות תעשייתי והכרת מדדים להפרעות חשמליות.

רקע תיאורטי 3

מנוע השראה עיקרון שינוי מהירות של

ב המיוצר על ידי סלילי הסטטור עם עקרון פעולה של מנוע השראה מבוסס על השפעה הדדית של שדה מגנטי מסתוב

מוגדרת על ידי תדירות pבמנוע בעל מספר זוגות קטבים nזרם במוליכי הרוטור. מהירות הסיבוב של שדה מגנטי

: fמתח ההזנה rpm

p

fn ,

60

.fההזנה או תדירות מתח pמכאן, ניתן לווסת מהירות על ידי שינוי מספר זוגות הקטבים

מהירות באמצעות שינוי תדירות מתח ההזנה מבטיח תחום רחב של שינוי מהירות יחד עם שמירה על הוויסות שיטת

מומנט קבוע בכל טווח המהירויות.

תדר פועלים בעיקר לפי שתי שיטות " משניHz

V " ו"בקרה ווקטורית".

5

בשיטה "Hz

V. מטרת שמירת (V=const * f) ח המוצא של משנה תדר משתנה ביחס ישר לשינוי התדר " מת

המנוע יכול לפתח מומנט פיתול קבוע בכל תחום , ובכךבמנוע ה יחס זה קבוע היא לשמור על צפיפות השטף קבוע

תדר המהירות על ידי משנה וויסות המהירות. מומנט זה קרוב לגודל של מומנט הנומינלי של המנוע ובכך, שינוי ה

אינו מוריד מהביצועים של המנוע.

. אופיין הפעלת מנוע ביחס קבוע בין מתח לתדר3.1איור

במתח מתבצעתהפעלת המנוע ,מתח, אלאהאפס של המתח לתדר לא מתחיל מנקודת היחס קבוע בין הבדרך כלל

התחלתי מסוים.

-Aהמעשי ופיין,וא B -אופיין האידיאלי המוצג 3.1באיור

מתח על סלילי המנוע ולייצר מומנט התנעה גבוה יותר ההיא להתגבר על מפל Aתח לפי אופיין הממטרת הפעלת

סבים.החיכוך הסטטי במאשר מאפשר להתגבר על

שטף המגנטי. במנוע השראה הזרם והמומנט של מנוע השראה מוכתב על ידי אמפליטודה ופאזה של שני רכיבים: ה

רוטור לא ניתנים למדידה ושליטה ישירה. ניתן לשלוט רק על זרם הסטטור המכיל הסטטור והמגנטיים של השטפים ה

רוטור מאפשר שליטה טובה הומת המיקום של עמרכיבים המייצרים שטף מגנטי ומומנט. שינוי פאזה של זרם המנוע ל

קטורית".וה וקרעל המומנט. זאת הסיבה ששיטת הבקרה נקראת "ב

תדר על ידי תהליך של הה ווקטורית" מבוססת על בניית מודל מתמטי של המנוע בתוך מעבד של משנה שיטת "בקר

כיול עצמי. הכיול מבוצע על ידי מדידת מתחים וזרמים של המנוע במהלך העבודה.

. שיטת בקרה זאת מאפשרת דיוק גבוה ביישומים מיוחדים כמו מערכות עקיבה, מערכות למתיחת בדים או נייר וכו.

בתחילת הדרך "בקרה ווקטורית" דרשה סגירת חוג בקרה על ידי חיישן מיקום הרוטור. לאחרונה פותחו אלגורתמים

). במקרים, בהם נדרשת בקרה sensorlessשני מיקום (חיי לחישוב המיקום מתוך נתונים חשמליים אשר לא דורשים

מיקום.בכל זאת בחיישני מאוד מדויקת משתמשים

6

לזרם חילופין מהפך מזרם ישר

).step 6( יא. תהליך המרה בסיס

מוצג מעגל בסיסי להמרת זרם ישר לזרם חילופין תלת פאזי. גשר תלת פאזי מהפך דומה מאד לגשר תלת 3.2באיור

, אשר מופעלים בסדר זהה לסדר הולכת S1…S6פאזי מיישר, כאשר במקום דיודות יישור מורכבים מתגים מפוקדים

מחזור 2/3 - מחזור ו 1/3מתחילים להוליך באיחור של 3S - ו 2S. מתגים 1Sרגע מסוים מוליך הדיודות. למשל, מ

מעגל הפאזה לעליונים המחוברים לאותה הפאזה, אחרת - היפוך).מתגים תחתונים חייבים להוליך ב3.3בתאמה (איור

יתקצר בין בפלוס למינוס.

).1(תרגיל SPICEידי סימולציה של המעגל בתוכנת מתחים יש ללמוד באופן עצמאי, על הזרמים ואת תרשימי ה

מהווה מסנן מעביר C. (קבל מתח הכניסהשלו למקור החזרהחילופין, כדי למנוע הרכיב זרם את מקצר Cקבל

) המיועד ליישור מושלם במוצא של גשר מיישר).by pass filterנמוכים (

).(לבדוק בסימולציה יםדי שינוי משך הולכת המתגשינוי מתח בעומס מבוצע על ידי שינוי מתח ישר או על י

3.2איור

7

3.3איור

PWMב.שיטת

במוצא ויכולת שינוי אמפליטודת AC, שיפור איכות AC - ל DC -הינה השיטה האופטימלית המאחדת המרה מ

המתח.

המהווה חיסרון של )), 1ת (לבדוק בסימולציה (תרגיל ) מייצרת מרכיב גבוה של הרמוניו3.2 פעולת המעגל הנ"ל (איור

התנגדותי, הרמוניות גבוהות נשארות די משמעותיות. חלק –בהזנת מנוע השראה, המהווה עומס השראי גםמעגל. ה

לך ההתנעה או אפילו מהרמוניות אלו מייצרות במנועי השראה מומטים סיבוביים המתנגדים להאצת המנוע במה

בפעולה סדירה שלו.

PWM )PULSE WITHכשיטת שיפור של הרכב הרמוני בזרם המנוע מפעילים את המתגים של גשר מיישר בשיטה

MODULATION) השיטה מבוססת על החלפת פולס רחב בודד בסדרת פולסים צרים בעלי יחס המחזור .(DUTY

CYCLE כאשר המתגים מופעלים על ידי סידרת פולסים צרים 2ה (תרגיל ) (לבדוק בסימולצי3.4) משתנה (איור.(

מאופננים על ידי אות סינוסי, מתח המוצא יתקבל מאופנן גם. יש לבחון איך משתנה הרכב ההרמוני של זרם העומס

) בהשוואה עם מעגל של 3כאשר העמס הינו התנגדותי והשראתי (תרגיל PWM - במוצא מגשר מהפך המופעל ב

.1תרגיל

8

Time

Vpulse

Vo_1

Output voltage

1-st harmonic

Output voltage

3.4איור

משמשים היות מיקרופרוססורים המאפשרים לייעל את אופן הפעולה של המהפך. PWMבתור גנראטור

אופן פעולה של משנה תדר תעשייתי

משנה תדר תעשייתי בסיסי בנוי משלושה מרכיבים עיקריים: מיישר גשר מלא (דו דרכי), מסנן זרם ישר ומהפך מזרם

).3.5ישר לזרם חילופין (איור

) בנוי מגשר דיודות תלת פאזי מלא (דו דרכי). AC to DC rectifierזרם חילופין לזרם ישר (מ. מיישר 1

המיושר, אך בדרך כלל במשנה תדר DCריסטורים ולבקר מתח , ניתן לבנות גשר מבוקר על ידי טבאופן עקרוני

מקובל להשתמש בדיודות בלבד. תעשייתיים בעלי הספקים נמוכים ובינוניים

GTOים טריסטוראו IGBTבמשנה תדר בעלי הספקים גבוהים מקובל לבנות גשר מיישר הבנוי מטרנזיסטורים

).active harmonic filteringוליישם שיפור הרכב ההרמוני של זרם הכניסה (

9

. מבנה בסיסי של משנה תדר.3.5איור

פועם ומוריד DC). המסנן מחליק מתח DC filterישר תמיד מחובר מסנן זרם ישר (. במשנה מהירות במוצא של המי2

אדווה למינימום האפשרי. המסנן תמיד מכיל קבל, אשר מטרתו למנוע שינויים חדים במתח ישר ולספק למנוע הספק

על הקבל. לכן, עיוור (ריאקטיבי) הנדרש לו לפעולה תקינה. הקבל נטען במצב בו מתח הרשת המיושר גבוה מהמתח

טעינת הקבל מבוצעת בפעימות ובזרם גבוה.

. זרם הנצרך מהרשת על ידי משנה מהירות בעל מסנן קיבולי.3.6איור

).3.6כתוצאה מזרימת זרם בפעימות, זרם המבוא של משנה תדר מקבל עיוות חזק (איור

. הרכב הרמוני טיפוסי של זרם מבוא ומוצא.3.7איור

VFD input

VFD output

מיישר דו דרכי מהפך מסנן זרם ישר

AC to DC rectifier DC to AC inverter

Inducti

10

מייצרות הפרעות ברשת החשמל, חימום יתר של שנאים וכבלים, הפרעות אלקטרומגנטיים למכשירים הרמוניות זרם

אלקטרוניים וגורמות להגדלת הרמוניות במתח.

לצורך כימות רמת העיוות בזרם קיימים מדדים נוספים:

. THDמקדם שמתאר את השוני בין הזרם המעוות לבין הזרם הסינוסי האידיאלי קורה -

הו מדד השימושי ביותר לאפיון עיוות של הזרם (או מתח).

1

2h

24

23

22

i

iiii)Distortion Harmonic (TotalTHD

...

....h=0,1,2 - ו h -ערך יעיל של זרם הרמוניה ה ihכאשר

, כפי שניתן לראות6h±1הרכב הרמוני של הזרם מכיל הרמוניות שמספרן מחשבים לפי נוסחה

3.7איור ב

.50-150%נע בתחום של משנה תדר של זרם המבוא THD=0 .THDעבור זרם סינוסי

ערכו היעיל נקרא עומתמדד המייצג את רמת האמפליטודה של הזרם או מתח המעוות ל

“Crest Factor.” :עבור זרם הוא מוגדר על ידי נוסחה

RMSI

IpeakFactorCrest

צד השלילי של הגל).הלהיות גם מ ללי של הזרם במשך מחזור אחד (יכוהינו ערך מקסימ Ipeakכאשר

.Crest Factor = 1.414עבור סינוס טהור

קצב החימום של ציוד חשמלי ”. K-Factor“מדד המייצג את השפעת הזרם המעוות על ציוד מבחינה תרמית נקרא -

עולה, כך עולה גם קצב החימום עקב זרמי כגון שנאים וכבלים מושפע מתדירות הזרם הזורם דרכם. ככל שהתדר

מקבל משקל גבוה יותר ככל שהרמוניות הזרם ” K-Factor“). לכן, skin effectמערבולת, היסטרזיס ותופעת הכרום (

גבוהות יותר והוא מוגדר על ידי נוסחה:

H

hh

H

hh

I

hIFactorK

1

2

1

2

.h=1,2...H - ו h -ערך יעיל של זרם הרמוניה ה Ihכאשר

פשוטים כמו מדי זרם או מתח אנלוגיים ודיגיטליים בנויים על מדידת ערך ממוצע של האות המדידה המכשירי רוה

סינוסיים טהורים בלבד. לכן, ת). מספר זה מתאים לאותוRMSלקבלת ערך היעיל ( 1.1107המיושר והכפלתו במספר

מדידת אות שונה מסינוס תגרור שגיאה.

11

להבין האם ניתן למדוד אות נתון באמצעות מכשירים המודדים בשיטת הממוצע. מאפשר” Form Factor“מדד -

הוא מוגדר על ידי נוסחה:

DC

RMS

I

IFactorForm

הינו ממוצע של זרם מיושר במשך מחזור אחד. Idcכאשר

ולת יש לבצע מדידה באמצעות מכשירים בעלי יכ 1.1107שונה מערכו האידיאלי ” Form Factor“במקרים בהם

True RMS.

) מסנן הרמוניות גבוהות בזרם ומקטין את DC Bus Chokeישר (הזרם ה. הוספת סליל השראה באחד הקווים של 3

THD.

. מהפך מזרם ישר לזרם חילופין מבוסס על גשר הבנוי ממתגים ממותגים. על פי רוב משתמשים בטרנזיסטורים 4

IGBT ים טריסטוראו בGTO ת.מקביליו- עם דיודות אנטי

. 1-16kHzטרנזיסטורים של המהפך ממותגים על ידי מערכת בקרה בתדר גבוה. בדרך כלל תדר המיתוג הינו בתחום ה

) סינוסי. תדר מיתוג גבוה נדרש לצורך PWM )Pulse Width Modulationשיטת המיתוג השימושית ביותר הינה

איפנון איכותי של סינוס בתדר הנדרש על ידי מנוע.

. 540Vהינו קבוע ונמצא בסביבות DCרש להיות בעל תדירות ואמפליטודה משתנים, כאשר מתח מתח המוצא נד

PWM שינוי ערך 8(ניספח המשמש כייחוססינוסי מיוצר על ידי השוואת גל משולש עם גל סינוס .(RMS של מתח

ש. המוצא מבוצע על ידי שינוי אמפליטודת גל סינוס הייחוסי המשתתף בהשוואה עם גל משול

אליומשולש, הגל התדירות של השינוי תדירות המתח המוצא מבוצע על ידי שינוי תדירות של גל סינוס הייחוסי.

ייחוסי, בדרך כלל נשאר קבוע. לכל משנה תדר מגדירים מראש מספר תדירויות קבועות עבור הסינוס הגל את משווים

וג הנדרשת פעם אחת לפני תחילת העבודה.גל משולש. בהתאם ליישום הנדרש מגדירים את התדירות המית

למרות שמתח המוצא בנוי מפולסים ריבועים, זרם המנוע יהיה קרוב מאד לסינוס. השראות הסלילים של המנוע

מסננת את הפולסים והופכת אותם לגל סינוס חלק.

ם רגנרציה. מקביליות מתחלק לשני אופני פעולה: הזנת המנוע ויישור זר- אנטיהדיודות התפקיד

מקביליות זורם זרם ריאקטיבי -במהלך פעולה שגרתית, כאשר המנוע מופעל על ידי משנה מהירות דרך דיודות אנטי

סלילים של המנוע לקבל, המהווה מקור אנרגיה ריאקטיבית עבור מנוע השראה.המ

דיודות הפין תלת פאזי. מנוע השראה הופך לגנרטור השראה ומייצר מתח חילו ,במהלך פעולת משנה מהירות כבלם

. במשנה מהירות DC - מקביליות הופכות את מתח החילופין של הגנרטור למתח ישר ומעבירות אנרגיה לקו ה- אנטיה

בלימה. נגד –אשר נקרא Rd, אליו מחברים נגד הספק 3.5איור ב Tdמיוחד IGBTקטנים ובינוניים קיים טרנזיסטור

. פעולה דומה מתבצעת לאחר הפסקת DCאנרגיה מקו הבעת פעולה במצב רגנרציה, לנגד בלימה מתבצעת העברת

אנרגיה קינטית של העומס הופכת לאנרגיה הפעולת משנה מהירות. אם אל מנוע מחובר עומס מכאני בעל אינרציה,

סינון, הנגד בלימה אנרגיה זאת תועבר לתוך קבל וחייבת להיות מפוזרת בנגד בלימה. ללא ,חשמלית במכונת השראה

וכך, תעלה את מתח הקבל לערכים מסוכנים.

12

ספרות 4

1 Variable frequency AC motor drive systems., David Finney

2 Drive Low voltage AC Drives. User’s Manual. ACS550 Drive Manuals.

ABB. 2004

Electric drives ,ונות חשמלמככל ספר המתאר פעולות של 3

4 www.ee.bgu.ac.il/~angcirc/lectures.htmlSPICE Handbook:

הכנה שאלות ותרגיל 5

מהפך תלת פאזי מזרם ישר לזרם חילופין

. למד את המושגים הבאים:1

Pulse Width Modulation (PWM)

פעולת גשר מיישר תלת פאזי דו דרכי

מקדמי ומדדי איכות החשמל

). צייר דיאגראמות זרמים ומתחים של לכל 8בצע סימולציות לפי המעגלים המצורפים בתור נספחים (ניספח . 2

עבור עומס השראתי, בצע סימולציה בשני תדרים כך, שזרם העומס יישאר ללא שינוי. השווה מתחי הזנה. מתג,

. Hallחישני

סוגי הספקים בזרם חילופין

) 10מדידת הספק ברשת תלת פאזית (ניספח

). 9(ניספח SATECשל Power analyzerמכשיר

בדוח מכין יש להציג רק תוצאות סימולציה ומסקנות

רשימת ציוד 6

משנה תדר תעשייתי .

.(Controller)תדר העמדת בקרה של משנה

-Power Meterרב מודד

WATTMETER .מד הספק

Picoסקופ משולב מחשב

. Hall effectחיישן זרם מבוסס

. Hall effectחיישן מתח מבוסס

13

R8עומס התנגדותי תלת פאזי

R7עומס התנגדותי חד פאזי

מכונת השראה

מכונת זרם ישר

דיגיטאלי 20Aמד זרם ישר

1.5Aמד זרם ישר

דיגיטאלי 750Vמד מתח ישר

AT2 שנאי עצמי

מד סיבובי מנוע דיגיטאלי

מד מומנט

14

מהלך הניסוי 7

ציוד לניסוי והכנת התוכנות.ההכנה והפעלת

הכר את עמדת הניסוי, הימצאות ופונקציות של כל המתגים, מגעים, מכשירים. 7.1.1

זהה את המכונות חשמל, הציוד ולוחות הבקרה על שולחן העבודה. 7.1.2

וודא שכל המפסקים מופסקים. 7.1.3

זהרה על כל המפסקים. הרכב שילוט ה 7.1.4

וודא שמכונות מחוברות בעזרת המצמדים. 7.1.5

ומנוע השראה. DCרשום נתונים נקובים של גנראטור 7.1.6

ורשום בפתקית ערכים 7.1סמן ע"י פתקית את ציוד המדידה לפי תפקידו (מיקומו) במעגל לפי איור 7.1.7

מקסימאליים של זרמים ומתחים המותרים למכונות חשמל.

. S3_0, מפסק הזנה מכשירים Power AC” S0“ ,יהפעל מפסק ראש 7.1.8

, מד הספק, טכומטר, מד זרם, ספק של Hall effectהפעל את כל מתחי עזר של ציוד מדידה כגון חישני 7.1.9

PICO SCOPE רב מודד ,SATEC .מחשב של העמדה ,

ידי פקודת:), בדוק תקינות התקשורת בינו לבין מחשב על 9(ניספח SATECשל PASהפעל תוכנת 7.1.10

7.1.11 ON-Line MeterSetup/General Setup

עם פרמטרי כיול. במקרה של בעיית PM172/General Setupלאחר התחברות מוצלחת, תופיע טבלה 7.1.12

. יש לפנות למדריך."Device is not responding"תקשורת תופיע הודעה:

בצע את הפקודות הבעות: 7.1.13

7.1.14 Monitor\ RT Waveform Monitor

. בדוק תקינות התקשורת על ידי הצגת גלים של שני הערוצים 5). (ניספח PICO SCOPEת הפעל תוכנ 7.1.15

במסך.

- B " לערוץ MAXIMUMהצב פונקציה " "Pico scope for Windowsבחלון " 7.1.16

7.1.17 Setting \ Measurement \ Add \ Maximum

".Meter" שתי חלונות פתח 7.1.18

".B "V_line, V; Ch.B" ולערוץ A "I line, A; Ch.Aתגדיר שמות לחלונות: לערוץ 7.1.19

.”x100“במצב " probe Ch.B" -ו "x10" במצב "probe Ch.Aתגדיר " 7.1.20

" בהתאמה.A" - " וV" - לאחר הצבת הגדרות הנ"ל ערכי המתח והזרם ייוצגו ב 7.1.21

הפקודות הבעות: בצע את 7.1.22

7.1.23 Setting\ Offset null…

15

ניסוי הזנת עומס התנגדותי על ידי משנה מהירות.

רכבת מעגל הניסוי.ה 7.1.24

. במהלך ההרכבה יש לשים לב לאופן חיבור של מד 7.1הרכב את מעגל הניסוי עם עומס התנגדותי אשר מופיע באיור

. יש להציב את כל 0במצב מס' –לערך מינימאלי R8. בתום ההרכבה יש להציב בורר עומס התנגדותי Wהספק

על סיום ההרכבה לצורך בדיקה לפני הפעלה. מדריך). הודע ל - ↓ (כלפי מטה OFFהמתגים של משנה מהירות למצב

.S2_1בעמדת לחצנים STARTולחץ על לחצן S2-0לאחר אישור המדריך, הפעל מפסק 7.1.25

".Readyוודא מוכנות של משנה מהירות על פי נורה " 7.1.26

:של משנה המהירות SW4 -ו SW3על ידי מתגים 1הצב תדר 7.1.27

שנה תדרהגדרת תדר המוצא במ 7.1טבלה

OUT FREQ SW4 SW3

(↑) 1 (↓) 10תדר

(↓) 0 (↑) 21תדר

(↑) 1 (↑) 31תדר

continuous ידית של פוטנציומטר

והמתן עד להתייצבות ההספק. STARTהפעל משנה מהירות ע''י מפסק 7.1.28

.7÷ 5מצב בין ל R8עומס התנגדותי הבורר את יש להציב

יצבות ההספק.המתן עד להתי 7.1.29

16

Vo

ltag

esen

sor

to scope, ch.B

R8

R1

R2

R3

N

3-ph

ase

load

V sup

ply

loa

dA Wattm

eterC

urren

tsen

sor

to scope, ch.A

S2-0

S2-1

INO

UT

SA

TE

CP

M126E

H

AB

B

Drive

ACS550-01-08A8-4

OUTPUT

U2

V2

W2

·

INPUT

U1

V1

W1

Electrical

distrib

utio

n

bo

ard

Lin

e 23

ph

/400 V

L1

L2

L3

Po

werm

eter

T3

T1

T2

T3

T1

T2

Stan

ds A, B

7.1a

17

OUTPUT

INPUT

to scope, ch.B

18

את כל הנתונים הנדרשים. 7.2רשום בטבלה 7.1.30

. מדידת הספקים SATECשל רב מודד 2פרמטרים של הזרם והמתח יש לקחת לפי פאזה מס'

יש לבצע בוזמנית. 11 - ו 10בסעיפים

ע''י לחצן 2.בחר זרם של פאזה מס' “ View \ Spectrum chart“הפעל PASבתוכנה 7.1.31

“Channels”.

. ריכוז נתונים מניסוי "הזנת עומס התנגדות על ידי משנה מהירות".7.2טבלה

NO 2תדר =1תדר ערך הנמדד מכשירים=

1 SATEC כניסה שלובמתחVin )V(

)Iin )Aזרם כניסה " 2

PFמקודם הספק , " 3

4 PAS; Window

"Spectrum";

3-th column

THD עבור זרם כניסה

5 " Crest factor עבור זרם כניסה

6 " K-factor עבור זרם כניסה

7 " Form factor עבור זרם כניסה

8 PICO Scope

Window "Vline, V."

)Vout )Vמתח פאזי על פני העומס

9 PICO Scope

Window A""Iline,

)Iout )Aומס זרם הע

10 Wattmeter (חד פאזי) הספק הנצרךPout (W)

11 SATEC הספק כניסה ממשיPin )W(

12 PICO Scope

ערך מקסימאלי של מתח על פני

)Vout_m )Vהעומס

7.1.32

19

תחת שם ”Paste“ - ו ”Copy“" ע"י פקודה WORDשמור תמונת הספקטרום בתוכנה " 7.1.33

R_load_תן שם לתמונה: " D:\users\stud “n”\ Lab7.doc. :הקובץ

spectrum_(frequency X)" כאשר תדרים ,"X יותאמו לשמות עמודות התדרים בטבלה "

7.2.

: Monitor\ RT waveform monitor הפעל 7.1.34

;"►►ש על "הק 7.1.35

תחת 7.1.32 באותו הקובץ שפתחת בסעיף WORDשמור תמונת המתחים והזרמים בתוכנה 7.1.36

.R_load IN waveform_(frequency X) _שם:

בקובץ Pico Scopeמחזורי גלי המתח והזרם העומס ע''י 1/2~ -ו 10שמור תמונת של ~ 7.1.37

.D:\users\stud “n”\ OUT waveform_(frequency X)_R.jpgבפורמט:

)2(התדר 1מתח וזרם מצא את התדר צורות של םמחזורי 10על פי 7.1.38

בקובץ בפורמט: Pico Scopeמחזורי גלי מתח וזרם העומס ע''י 1-2שמור תמונה של ~ 7.1.39

D:\users\stud “n”\ OUT waveform_(frequency X)_R.txt.

הפסק את משנה המהירות. 7.1.40

.OFFהצב את כל המתגים של משנה מהירות למצב 7.1.41

והצב שלט הזהרה. S2-0נתק מפסק 7.1.42

ניסוי הזנת מנוע השראה על ידי משנה מהירות.

הרכבת מעגל הניסוי. 7.1.43

. במהלך ההרכבה יש 7.2 הרכב את מעגל הניסוי הכולל מנוע השראה אשר מופיע באיור 7.1.44

המחובר למדידת הספק על ידי שני וואטמטרים Wלשים לב לאופן חיבור של מד הספק

. PICOSCOPE -ח וזרם המחוברים ל), כאשר וואטמטר השני מורכב מחיישני מת10(נספח

. הודע למדריך על סיום 0למצב מס' R7בתום ההרכבה יש להציב בורר עומס התנגדותי

ההרכבה לצורך בדיקה לפני הפעלה.

S2-1. - ב START-ו S0_0 S2-0,לאחר אישור המדריך, הפעל מפסק 7.1.45

".Readyוודא מוכנות של משנה מהירות על פי נורה " 7.1.46

. )2בתבלה 1(יהיה תגר מהשנים שהשתמשת קודם סימאלימקקבע תדר 7.1.47

הפעל משנה מהירות ובדוק כיוון הסיבוב על פי מד מומנט. 7.1.48

במידת הצורך בצע פעולות הבאות: 7.1.49

הפסק משנה המהירות 7.1.50

.7.1.47 ) וחזור לסעיף V2 - ו U2הפוך בין שני מוליכים במוצא של משנה מהירות ( 7.1.51

הפעל משנה מהירות והמתן עד להתייצבות המהירות. 7.1.52

÷0.6A 0.7 - ל AT2ע"י שנאי DC A2 זרם עירור למכונתאת כוון 7.1.53

20

7 .מצבב R7הצב בורר עומס התנגדותי 7.1.54

בדוק, כי זרם לא עבר את הערך הנומינאלי שלזרם הגנראטור. במקרה הצורך הורד את זרם העירור של

.DCגנראטור

את כל הנתונים הנדרשים עבור שלושה מצבי. פרמטרים של הזרם והמתח 7.3 טבלהרשום ב 7.1.55

יש לבצע בוזמנית. 11 -ו 10. מדידת הספקים בסעיפים 2יש לקחת לפי פאזה מס'

בצע את הפקודות הבעות: PASבתוכנה 7.1.56

Monitor\ RT Waveform Monitor;

. View \ Spectrum chart

.”Channels“ע''י לחצן 2בחר זרם של פאזה מס' 7.1.57

21

7.1.58

WVU

Induction

motor

X1

X2 Y2

Z2

Y1 Z1

S2-0

S2-1

AB

B Driv

eACS550-01-08

A8-4

OUTPUTU2

V2

W2

·

INPUT

U1

V1

W1

Electric

al d

istribu

tion

b

oa

rd

Lin

e 23p

h /400

V

L1

L2

L3

T3

T1

T2

Stan

ds A

, B

יארו

7.2a .

מגע

לה ניוס י

זהנ ת

נמו ע

הרש

א ה

לעי

יד מ

נש ה

מיה

ור.ת

230V

AC

Au

totran

sfo

rmer A

t2

0 230 V

DC

:

+-

SR

1

0 23

0 VA

C:

Rec

tifier 1. 23

0VD

C

V sup

ply

Wattm

eterlo

adA

to scope, ch.B

Cu

rrent

sen

so

r

Vo

ltage

sen

sor

to s

cop

e, ch.A

2A

ZZ

DC

Z

Sin

gle p

has

e (DC

)L

oad

DC

generator

AA A

1A

1V

O BR

7

INO

UTS

AT

EC

PM

126EH

Po

we

rmeterT

3T

1T

2

A1 2

0A

dc

Dig

italA

2 1.5A

dc

V1 75

0V

dc

W 1

0k

W

Dig

ital T

ach

om

eter

Dig

ital

22

WVU

Indu ction

mo

tor

ZZ

DC

Z

Si n

gle

ph

ase (D

C)

Lo

ad

DC

gen e

rato

r

AA A1

A

1V

O BR

7

X1

X2 Y2

Z2

Y1

Z1

INO

UTS

AT

EC

PM

126 E

H

AB

B

Driv

eACS550-01-0 8A8-4

OUTPUTU2

V2

W2

·

INPUT

U1

V1

W1

Po

we

rmete

r

Sta

nd

s E

, F, G

S2-0

S2 -1

Ele

c trical

dist rib

uti o

n

bo

ard

Li n

e 23p

h /400

V

L1

L2

L3

יארו

7.2b .

עמ

לג נה

יוס י

זהנ ת

נמעו

ה

רשא ה

לעי

יד מ

נש ה

מיה

ורת

2A

22

0V

D

C2

22

0V

D

C2

23 0V

AC

Au

totra

ns

form

er A

t2

0 2

30

VD

C:

+-

SR

1

0 230

VA

C:

Re c

tifier 1

. 23

0VD

C

V su

pp

lyW

attme

terlo

adA

to scope, ch.B

Cu

rrent

sen

so

r

Vo

ltag

ese

ns

or

to s

cop

e, c

h.A

Sta

nd

A1 2

0A

dc D

igita

lA

2 1.5A

dc

V1

750

V d

cW

10k

W

Dig

ital Tac

ho

meter

Dig

ital

. ריכוז נתונים מניסוי "הזנת מנוע השראה על ידי משנה מהירות".7.3טבלה

No ערך הנמדד מכשירים minתדר maxתדר

* 2עומס 1 עומס 1עומס

1SATEC מתח כניסה שלובVin )V(

)Iin )Aזרם כניסה " 2

PFמקדם הספק "3

4

PAS; Window

"Specter"

3-th column

THD עבור זרם כניסה

5 " Crest factor עבור זרם

כניסה

6 " K-factor עבור זרם כניסה

7 " Form factor עבור זרם

כניסה

8 PICO Scope

Window "Vline, V."

Voutמתח על פני העומס

(V)

9 PICO Scope

Window "Iline, A "

)Iout )Aזרם קווי בעומס

10 Wattmeter הספק הנצרךPout_1 )W(

11 SATEC Pinהספק כניסה ממשי

)W(

12 Tachometer ωמהירות סיבוב המנוע

)RPM(

13 Torquemeter מומנט המנועT)Nm( ... x 0.3 x 0.3... x 0.3...

14 Ampermeter DC DCעירור גנראטור זרם

If )A(

15 Voltmeter DC מתח גנראטורDC Va )V(

16 Ampermeter DC זרם גנראטורDC Ia )A(

שינוי עומס בצע על פי שינוים זרם עירור בגנראטור.*

:תחת שם הקובץ ”Paste“ -ו ”Copy“" ע"י פקודה WORDספקטרום בתוכנה "שמור תמונת ה 7.1.59

.D:\users\stud “n”\ Lab7.doc :תן שם לתמונהY _IM_load IN

spectrum_(frequency X)" כאשר תדרים ,X ו 7.3" יותאמו לשמות עמודות התדרים בטבלה- Y

ר העומס.יותאם למספ

24

: Monitor\ RT waveform monitor הפעל 7.1.60

" . ►►ש על "הק 7.1.61

_תחת שם: 7.1.32 באותו הקובץ שפתחת בסעיף WORDשמור תמונת המתחים והזרמים בתוכנה 7.1.62

IM_loadY IN waveform_(frequency X).

בקובץ בפורמט: Pico Scopeמחזורי גלי המתח והזרם העומס ע''י 1/2~ - ו 10ל ~שמור תמונת ש 7.1.63

D:\users\stud “n”\ OUT waveform_(frequency X) _ IM_loadY.jpg.

בקובץ בפורמט: Pico Scopeמחזורי גלי מתח וזרם העומס ע''י 1-2שמור תמונה של ~ 7.1.64

D:\users\stud “n”\ OUT waveform_(frequency X) _ IM_loadY.txt.

הפסק את משנה המהירות. 7.1.65

.OFF הצב את כל המתגים של משנה מהירות למצב 7.1.66

.At2ונתק הזנת 0עד DCהורד זרם עירור גנראטור 7.1.67

והצב שלט הזהרה. S2-0נתק מפסק 7.1.68

, מד הספק, טכומטר, מד זרם.Hall effectנתק את כל מתחי העזר של ציוד מדידה כגון חישני 7.1.69

עגל, החזר ציוד ומוליכים למקום.פרק את כל המ 7.1.70

סדר מקום העבודה. 7.1.71

עיבוד נתונים 8

.7לצורך ביצוע עבוד נתונים יש להשתמש בתבנית מוכנה נספח

מעבדתי.הציוד הנומינליים של הנתונם הרשום את

הכנס קבצים עם תמונות של גלי מתח וזרם וספקטרום למקומות המיועדים לכך.

.”Out waveform_(frequency X)_R(IM).txt“קבצים נתוני P_calculהכנס לגיליון

.DU (duty cycle( - על פי גלים של מתח וזרם מצא את התדרים ו

: Pout_Eאת הרכיב הספק Excel -חשב ב

i

T

NiiiEout tIV

TdttItV

TP

0 ...1

1)()(

1_

T – 1-2 ,מחזורים

ות בהערות לתאים).עינוסחאות מופהת (מלא את כל הטבלאו

מסקנות.רשום