Drehzahlregelung des Synchronmotors

Synchronmotoren sind Motoren mit konstanter Drehzahl. Sie laufen mit der Synchrondrehzahl der Versorgung. Sie werden im Allgemeinen für den Betrieb mit konstanter Drehzahl ohne Lastbedingungen verwendet, um den Leistungsfaktor zu verbessern. Synchronmotoren haben bei einer gegebenen Leistung weniger Verluste als Induktionsmotoren.
Die Drehzahl eines Synchronmotors ist mit angegeben


Dabei ist f = Versorgungsfrequenz und p = Polzahl.

Wie Sie sehen, hängt die synchrone Geschwindigkeit davon abdie Frequenz der Versorgung und die Polzahl des Rotors. Die Anzahl der Pole zu ändern ist nicht einfach, daher verwenden wir diese Methode nicht. Mit der Erfindung von Halbleitervorrichtungen kann jedoch die Frequenz des Stroms, der dem Synchronmotor zugeführt wird, variiert werden. Wir können die Drehzahl des Synchronmotors steuern, indem Sie die Frequenz der Versorgung des Motors ändern.

Wir können eine Kombination aus Gleichrichtern und Umrichtern verwenden, um die Drehzahl von Synchronmotoren zu steuern. Sie können auf zwei Arten verwendet werden:

Umrichtergespeister Synchronmotorantrieb

Umrichter gespeist Synchronmotorantrieb mit offenem Regelkreis

Bei dieser Methode wird der Synchronmotor geliefertdurch variablen Frequenzumrichter in einer offenen Schleife. Mit offener Schleife meinen wir, dass keine Rückmeldung an die Lieferung gegeben wird. Der Umrichter hat keine Informationen über die aktuelle Position des Rotors. Diese Methode ist vorzuziehen, wenn keine hochgenaue Geschwindigkeitsregelung erforderlich ist. Die Versorgung aus dem Netz wird in den Gleichrichter-Wechselrichter eingespeist, wo die gewünschte Frequenz erreicht werden kann. Je nach Frequenz kann die Synchrondrehzahl des Motors variiert werden.
Umrichter gespeist Synchronmotorantrieb mit offenem Regelkreis

In der obigen Abbildung sehen Sie das Blockdiagramm vonder Geschwindigkeitsregler. Die dreiphasige Versorgung aus dem Netz wird mit Gleichrichtern in Gleichspannung umgewandelt. Dann wird der gerippte Gleichstrom mit LC-Filtern geglättet. Der DC wird den Wechselrichtern zugeführt. Diese Wechselrichter können entweder Spannungsquellenwechselrichter oder Stromquellenwechselrichter sein. Die Frequenz der dem Motor zugeführten Versorgung kann entsprechend variiert werden Drehzahlregelung des Synchronmotors kann gemacht werden. Der Open-Loop-Betrieb ist hilfreich, wenn mehrere Motoren mit exakt derselben Drehzahl betrieben werden müssen. Diese Methode hat jedoch einen Nachteil. Diese Methode verursacht spontane Oszillation oder Pendelung.

Selbstsynchroner Betrieb (Closed - Loop)

selbstsynchroner Betrieb

Wir gebrauchen selbstsynchroner Betrieb (Closed-Loop) wenn eine sehr genaue Geschwindigkeitssteuerung erforderlich ist. Bei diesem Verfahren wird die Ausgangsfrequenz des Umrichters durch die Drehzahl des Rotors bestimmt. Die Drehzahl des Rotors wird zum Differenzierer zurückgeführt. Die Differenz zwischen der voreingestellten und der tatsächlichen Geschwindigkeit wird dem Gleichrichter zugeführt. Dementsprechend ändert der Umrichter die Frequenz und passt die Drehzahl des Motors an. Mit dem Closed-Loop-Betrieb erhalten wir eine genauere Kontrolle der Motordrehzahl. Wenn zum Beispiel die Drehzahl verringert wird (aufgrund der Lastzunahme), wird die Statorversorgungsfrequenz reduziert, sodass der Rotor synchron mit dem Statormagnetfeld bleibt. Bei dieser Methode tritt keine spontane Oszillation oder Pendelung auf.

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