Diskuse Elektrika.cz

VEŘEJNÁ ZÓNA => Témata ještě nezařazená do příslušných rubrik => Téma založeno: VáclavVodička 20.07.2017, 10:51



Název: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: VáclavVodička 20.07.2017, 10:51
Máme naměřenou skluzovou charakteristik u asynchronního elektromotoru, který je provozován přes frekvenční měnič. Na motoru je pulzní snímač otáček (1024 pulsů /ot). Skluzová charakteristik a nám slouží pro okamžité vyhodnocování mechanického výkonu, který potřebujeme v naší aplikaci přesně znát. Nyní se nám ale skluzová charakteristik a posunula (motor byl dříve na nominálním výkonu 4kW při otáčkách 2947 1/min, teď má stejný výkon při otáčkách 2961 1/min, podotýkám, že výše uvedené údaje vychází z měření momentu).

Je možné, že došlo k poškození elektromotoru?

A jaké poškození by to mohlo být? Elektromotor se nijak výrazně na svém nominálu (4 kW) nehřál. Ruku jsme na něm bez problémů udrželi. Ložiska jsme vyloučili, neboť motor má v nezatíženém stavu stále stejný skluz (otáčky jsou cca 2997,5 1/min).
Jaká by mohla být příčina případného poškození?


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: ACEOF ACES 20.07.2017, 15:21
Podle mého názoru může být příčinou změna teploty, např. v létě je tepleji než v zimě.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Zdenek Rajmont 20.07.2017, 15:46
Rozepište se víc k čemu je to dobré...
Jestli to dobře chápu, porovnáváte vygenerovaný kmitočet měniče se skutečnými otáčkami.
Jak měříte frekvenci "sítě" ?


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: VáclavVodička 20.07.2017, 19:58
Podle mého názoru může být příčinou změna teploty, např. v létě je tepleji než v zimě.

Motor je umístěn v interiéru, kde je konstantně zhruba 23 °C


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: VáclavVodička 20.07.2017, 20:13
Jestli to dobře chápu, porovnáváte vygenerovaný kmitočet měniče se skutečnými otáčkami.
Jak měříte frekvenci "sítě" ?
)
Frekvence, která jde z měniče do motoru, je digitálně nastavená. Otáčky přesně měříme. Máme danou konfiguraci měniče a motoru proměřenou, takže víme např., že pokud nastavíme na měniči 45 Hz a změříme 2671 otáček, tak to odpovídá mechanickému výkonu 2320 W. Teď se charakteristik a změnila tak, že stejný výkon měříme například při 2677 otáčkách, čili to na základě naměřené charakteristik y vypadá, že je motor zatížen méně. Motor ale dává již zmíněných 2320 W. Máme to již samozřejmě potvrzené přímým měřením momentu. Měnič jsme uvedli zpět do továrního nastavení a motor se chová stejně.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: David Frýba 20.07.2017, 22:10
Co motor pohání? Vypadá to jak píšete, že se snížila mechanická zátěž.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Hynek Havliš 23.07.2017, 10:11
Jen takový názor (trochu odhlédnu od pohonu) - otáčky se vám změnily pro jinak stejné parametry z 2671 na 2677, tedy o ca 0,2%.
Není to jenom chyba měření nebo interpretace (přepočtu, D/A resp. AD převodu) hodnot? Jak reaguje meziobvod a řízení střídače v měniči např. při změně vstupního síťového napětí o 10 V? Teoreticky by se nemělo nebo nemuselo stát nic, prakticky bych si nevsadil, že něco neujede třeba o těch 0,2%.... - že zůstanou konstantní mechanické parametry zátěže opět v jednotkách promile, bych si také nevsadil (i když Vaši úlohu neznám)...
hh 


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Jan Bocek 23.07.2017, 18:06
Máme naměřenou skluzovou charakteristik u asynchronního elektromotoru, který je provozován přes frekvenční měnič. Na motoru je pulzní snímač otáček (1024 pulsů /ot). Skluzová charakteristik a nám slouží pro okamžité vyhodnocování mechanického výkonu, který potřebujeme v naší aplikaci přesně znát. Nyní se nám ale skluzová charakteristik a posunula (motor byl dříve na nominálním výkonu 4kW při otáčkách 2947 1/min, teď má stejný výkon při otáčkách 2961 1/min, podotýkám, že výše uvedené údaje vychází z měření momentu).

Je možné, že došlo k poškození elektromotoru?

A jaké poškození by to mohlo být? Elektromotor se nijak výrazně na svém nominálu (4 kW) nehřál. Ruku jsme na něm bez problémů udrželi. Ložiska jsme vyloučili, neboť motor má v nezatíženém stavu stále stejný skluz (otáčky jsou cca 2997,5 1/min).
Jaká by mohla být příčina případného poškození?

Příčinu u elektromotoru bych moc nehledal.
Pokud nemáte referenční měření celého pohonu, tak tu malou odchylku těžko naleznete.
To je tovární "dynamometr", anebo vlastní výroby?
Považujete napětí a kmitočet sítě za něco neměnného, referenčního?


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: VáclavVodička 24.07.2017, 16:09
Začnu popořadě. Snímač otáček má rozlišení 1024 pulsů na 1 otáčku. Otáčky vyčítá PLC vstup 200 kHz. V otáčkách bych problém nehledal. Výstup je stabilní a v ustáleném stavu se hýbou otáčky v řádu 0,01 ot/min.
Rozdíl 2671 a 2677 je u asynchronního elektromotoru značný, když vezmu, že podle štítku má plně zatížený motor na 50 Hz 2950 ot/min , nezatížený pak blízko synchronních 3000 ot/min. Čili 6/50 = změna o 12 % nikoliv o 0,2%.
Frekvenční měnič drží na výstupu nastavené napětí dle U/f charakteristik y a výstupní napětí by nemělo být závislé na napětí sítě. Výstupní napětí jsme zatím nekontrolovali . Frekvence výstupního napětí je nastavena na frekvenčním měniči (měnič zobrazuje jak nastavenou tak reálnou) a tomuto údaji věříme, není kontrolován jinak. Frekvenční měnič je ale poměrně chytrý a předpokládám, že by hlásil chybu, kdyby s ním bylo něco v nepořádku.
Referenční měření pohonu máme - to je právě těch 2671 ot/min při 2320 W. Nyní na stejném výkonu máme 2677 ot/min. Chybu jsme odhalili tak, že nám neseděl prediktivní model a začli jsme se pídit, kde by mohl být problém. Nakonec jsme motor sundali a proměřili.
Dynamometr máme vlastní - jde o druhý asynchronní elektromotor se 4-kvadrantovým frekvenčním měničem a rekuperační jednotkou. Mezi motory je snímač momentu. Stejným způsobem proběhlo referenční měření.
Setkal jsem s názorem, že by mohl být problém s rotorem (např. porušený jeden trn). Je to možné?
Motor se nijak výrazně nehřeje.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: ACEOF ACES 24.07.2017, 16:45
Podle mého názoru může být příčinou změna teploty, např. v létě je tepleji než v zimě.
Motor je umístěn v interiéru, kde je konstantně zhruba 23 °C
To je hezké, že je motor umístěný v interiéru, ale mění se teplota nasávaného vzduchu, tj. hustota, hmotnost -> výkon, otáčky.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: VáclavVodička 24.07.2017, 17:01
To je hezké, že je motor umístěný v interiéru, ale mění se teplota nasávaného vzduchu, tj. hustota, hmotnost -> výkon, otáčky.
Prosím o konstruktivní náměty. Měření probíhá za stejných podmínek. Jak referenční tak ověřovací. Teplota nasávaného vzduchu je v místě měření a byla +- stupeň, což je zanedbatelné.  Navíc rozdíl ve skluzu zahřátého a studeného motoru je minimální (v otáčkách jsou to desetiny, rozhodně ne jednotky otáček za minutu). Pokud si myslíte něco jiného, už prosím nepište, abychom se tu zbytečně nehádali.


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Ullsperger 09.01.2018, 19:53
Citace původního textu:
..... (motor byl dříve na nominálním výkonu 4kW při otáčkách 2947 1/min, teď má stejný výkon při otáčkách 2961 1/min, podotýkám, že výše uvedené údaje vychází z měření momentu).......
Rozdíl zmíněných otáček je 0,47%. To v první řadě. (V diskusi jsou uvedeny i hodnoty jiné, rád na požádání předvedu výpočet.) To je velmi ve srovnání s možnými chybami měření. Ani bych nezpochybňoval přesnost měření otáček, ta bude jistě vysoká, tj. v desetinnách procenta. Ovšem problém je u přesnosti měření výkonu. Metoda, zařízení a přesnost sice nejsou popsány, ale u střídavého proudu navíc deformovaného měničem bych si nedělal iluze - tady půjde o procenta.
V tomto světle se jeví rozjímání nad chybou 0,47% jako nemístné.
PS: otázka je, jestli není překlep v původním textu u uvedených otáček?


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Ullsperger 09.01.2018, 19:58
OPRAVA
Citace původního textu:
..... (motor byl dříve na nominálním výkonu 4kW při otáčkách 2947 1/min, teď má stejný výkon při otáčkách 2961 1/min, podotýkám, že výše uvedené údaje vychází z měření momentu).......
Rozdíl zmíněných otáček je 0,47%. To v první řadě. (V diskusi jsou uvedeny i hodnoty jiné, rád na požádání předvedu výpočet.) To je velmi MÁLO ve srovnání s možnými chybami měření. Ani bych nezpochybňoval přesnost měření otáček, ta bude jistě vysoká, tj. v desetinnách procenta. Ovšem problém je u přesnosti měření výkonu. Metoda, zařízení a přesnost sice nejsou popsány, ale u střídavého proudu navíc deformovaného měničem bych si nedělal iluze - tady půjde o procenta.
V tomto světle se jeví rozjímání nad chybou 0,47% jako nemístné.
PS: otázka je, jestli není překlep v původním textu u uvedených otáček?


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Martin Kurka 13.01.2018, 02:22
Referenční měření pohonu máme - to je právě těch 2671 ot/min při 2320 W. Nyní na stejném výkonu máme 2677 ot/min.

Z definice mechnického výkonu na hřídeli je výkon motoru součinem konstanty, otáček a momentu. Máte-li jeden výkon, musí být konstantní součin otáček a a momentu.
Z toho vyplývá, že musel stoupnout zatěžovací moment zátěže To je čistá fyzika, s tím typ motoru nemá co dělat, představte si tam třeba spalovací motor, nebo vodní kolo.


Při snížených otáčkách frekvenční menič úměrně lineární charakteristic e U/f sníží napájecí napětí.( Tak jste měnič nastavili.Kdyb y tam bylo vektorové řízení, bylo by vše jinak )
Frekvenční měnič drží na výstupu nastavené napětí dle U/f charakteristik y a výstupní napětí by nemělo být závislé na napětí sítě.  
Jenže asynchronní motor je na napájecí napětí velmi citlivý.
Skluzové řízení as motorku napájeného sníženým napětím je  velice ostré. Stačí malý pokles napětí a moment na hřídeli má tendenci prudce klesat, protože prudce klesá výkon motoru. Viz například regulace ventilátorů vzduchotechnik odbočkami na autotrafu. A tam je situace velmi příznivá pro kvadratickou momentovou charakteristik u mechanické zátěže motoru.
Skluzová charakteristik a asynchronního motoru je konstantní pro pevné (jmenovité) napájecí napětí. Navíc je i frekvenčně závislá na kmitočtu napájecího napětí.
Nedá se tedy stavět na předpokladu, že skluz je nějak definovaně úměrný výkonu na hřídeli. To platí jen pro jedno konstantní (jmenovité) napájecí napětí.
Ona závislost je prostorová 3D křivka, ne 2D.
Při nižším napájecím napětí asynchronního motoru potřebujete vyšší proud, abyste udrželi moment.

Výstupní napětí jsme zatím nekontrolovali .
Tak ho měřte a uvidíte.

Mimochodem proud as. motoru má závislost na momentu na hřídeli od 50% zatížení docela lineární průběh. A výsledný výkon motoru se z momentu a otáček vypočte mnohem přesněji než ze skluzu.
A pokud se dostanete do DC meziobvodu měniče DC proud krát napětí meziobvodu je silně úměrný příkonu motoru. Mimochodem takto si měnič počítá výkon (příkon) a z DC proudu moment.
Ono je vůbec podnětné se podívat na displej měniče a odečíst si proudy, momenty výkony a DC napětí meziobvodu pro příslušné skluzy (otáčky).


Název: Re: Jaká může být příčina změny skluzové charakteristiky asynchronního motoru?
Přispěvatel: Martin Kurka 13.01.2018, 23:31
Omlouvám se příspěvek byl příliš dlouhý a při zkracování jsem vymazal odstaveček pod textem před druhou citací tazatele
.
.
.
Při snížených otáčkách frekvenční menič úměrně lineární charakteristic e U/f sníží napájecí napětí.( Tak jste měnič nastavili.Kdyb y tam bylo vektorové řízení, bylo by vše jinak )
Ale když je motor napájen z měniče na 50Hz a U/f křivka je nastavena na 400V pro 50Hz a v síti je po zatížení motoru pokles např. na 380Vef(-5%) nemá kde vyšší napětí měnič brát, v síti víc není.  Od 47.5 Hz do 50Hz drží stále 380Vef  tj. maximum co jde. Motor pracuje s podpětím.
Frekvenční měnič drží na výstupu nastavené napětí dle U/f charakteristik y a výstupní napětí by nemělo být závislé na napětí sítě. Výstupní napětí jsme zatím nekontrolovali .
.
.
.



K tomuto uvedení na správnou míru připojuji ještě dnešní poznámku.
Je důležité měřit napětí na svorkách motoru. I odpor přívodů hraje roli.
U eliminaci měkkosti sítě rozhoduje také velikost a kondice elektrolytické ho kondenzátoru v DC meziobvodu. Jak dýchá napětí v DC meziobvodu se zatěžovacím proudem dává informaci o rezervách napájecího napětí. Jmenovité napětí 400Vef dá v meziobvodu nejvýše 566V DC, 380Vef dá jen 537V DC.
Dynamometr s rekuperací může při napojení do stejného bodu sítě jako měnič motoru ovlivňovat měření. Je to taková imitace perpetua mobile co se týče zpětné energie, ale kvalitní perpetuum zlobile co se týče stability měření. Tvrdá síť v bodu napájení je nezbytná.


Finta: Jisté stability při podpětí na 400V můžete dosáhnout, zvolíte-li křivku U/f s 380V pro 50Hz. Úbytek napětí 5% na svorkách motoru je mnohými výrobci motorů tolerován.  Ale proud motorem může již být vyšší než štítkový - někteří výrobci mají na štítku i uveden vyšší proud pro snížené napětí .