Dławiki silnikowe

Dławiki silnikowe.
Przekształtniki są najczęściej stosowanymi układami zasilania i regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych. W celu poprawienia charakterystyk mechanicznych oraz własności dynamicznych układu napędowego często między silnikiem a układem przekształtnika umieszcza się dławiki silnikowe (ED1S lub ED3S).
Dławiki silnikowe znajdują szerokie zastosowanie w przekształtnikowych układach napędowych zarówno prądu stałego jak i przemiennego. W zależności od rodzaju układu napędowego, z którym współpracują mają do spełnienia wiele zadań min. zapewnienie ciągłości oraz wygładzenie pulsacji prądu silnika, minimalizację prądu zwarciowego w obwodzie obciążenia przekształtnika jak również ograniczenie przepięć komutacyjnych i kompensację pojemności linii zasilającej.

Zadania dławików silnikowych w sterowanych układach prostownikowych.
Tętnienie prądu wyprostowanego w obwodzie silnika zasilanego przez prostownik sterowany powoduje iskrzenie pod szczotkami oraz utrudnia proces komutacji. Odpowiednio dobrany dławik silnikowy ED1S umieszczony w obwodzie obciążenia prostownika umożliwia ograniczenie wartości skutecznej pierwszej harmonicznej prądu do dopuszczalnego poziomu (2–15) % prądu znamionowego, uzależnionego od mocy oraz zakresu regulacji prędkości kątowej silnika. Indukcyjność obwodu konieczną do utrzymania dopuszczalnej wartości k-tej harmonicznej prądu ΔI_k(%) w obwodzie, znając amplitudę składowej zmiennej napięcia zasilającego wyprostowanego Udz wyznacza się z zależności (1).

	(1)
gdzie: ω – pulsacja, m – liczba faz, k – krotność harmonicznej, Idn – znamionowa wartość prądu przekształtnika, ΔIk(%) – dopuszczalna wartość odpowiedniej harmonicznej prądu.

Znając niezbędną indukcyjność obwodu L_ob oraz indukcyjność twornika maszyny L_t możemy wyznaczyć indukcyjność dławika silnikowego (ED1S) ograniczającego pulsację prądu w obwodzie obciążenia przekształtnika (2) (Rys.1).

(2)

Należy pamiętać, iż materiał magnetyczny rdzenia i konstrukcja dławika silnikowego powinny umożliwiać zachowanie stałej indukcyjności przy prądzie twornika równym podwójnej wartości prądu znamionowego. Warunek ten wynika z przeciążalności prądowej przekształtnika.

Uproszczony schemat symetrycznego mostka trójfazowego.

Rola dławików silnikowych w układach napędowych prądu przemiennego.
Napięcia wyjściowe falowników to ciąg prostokątnych impulsów o regulowanej szerokości i częstotliwości. Szybkość narastania impulsów przebiegu napięcia jest bardzo duża i stwarza zagrożenie dla izolacji zasilanych maszyn. Ograniczenie szybkości narastania napięcia a w konsekwencji ryzyka uszkodzenia izolacji silnika uzyskuje się umieszczając pomiędzy silnikiem a falownikiem dławik silnikowy (typu ED3S) (Rys.2).

Uproszczony schemat przekształtnika zasilającego silnik klatkowy.

Dławiki silnikowe (ED3S) stosowane są również w celu ograniczenia prądów zwarciowych do czasu zadziałania zabezpieczeń i wyłączenia prądu w obwodzie. Najczęściej dobór odpowiedniej indukcyjności dławika silnikowego jest jedyną możliwością ochrony tyrystorów (tranzystorów mocy) układów przekształtnikowych (Rys.2). Dobór indukcyjności dławika silnikowego (ED3S) uzależniony jest od maksymalnej wartości prądu zwarciowego w układzie. Prąd ten nie może przekraczać niepowtarzalnej, szczytowej wartości prądu tyrystora (tranzystora mocy) I_TSM .
W praktyce często zachodzi konieczność doprowadzenia napięcia do napędów znacznie oddalonych od źródła zasilania. Długie linie zasilające posiadają duże pojemności, które przyczyniają się do znacznego wzrostu strat mocy w obwodzie. Dławik silnikowy (ED3S) oprócz ochrony izolacji maszyny kompensuje pojemność linii zasilającej oraz ogranicza harmoniczne i przepięcia komutacyjne w obwodzie silnika.
Dławiki silnikowe mają dużą indukcyjność, bardzo skutecznie zmniejszają szybkość narastania napięcia i znacząco obniżają amplitudę przepięć napięcia chroniąc izolację stojana silnika asynchronicznego. Dławik silnikowy kompensuje też pojemność kabla zasilającego i ogranicza stromość narastania prądu przy zwarciach w obwodach, chroniąc przy tym falownik. Ich wadą w porównaniu z dławikami ograniczającymi stromość narastania napięcia du/dt (ED3dU), są większe wymiary i duża masa.

W obwodzie pośredniczącym przekształtnika w celu wygładzenia pulsacji oraz zapewnienia ciągłości prądu wyprostowanego umieszczany jest dławik wygładzający (ED1W). Optymalny dobór jego indukcyjności ma istotny wpływ na pracę całego układu napędowego.

Dławik silnikowy ELHAND typu ED3SM-0,29mH / 250A	Dławik silnikowy ELHAND typu ED3S-0,15mH / 400A

drukuj