Maintopik4

E4102- DC MOTOR CONTROLLED(KAWALAN MOTOR AT)

LECTURER : FADZILAH BT HASHIM

012-5469607

TOPIK 4 - KAWALAN EMPAT SUKUAN

E4102- DC MOTOR CONTROLFADZILAH BINTI HASHIM


4.0 Introduction

Maybe you do not know the control of the converter ..

It advantage is that it can be operated in various modes of operation such as motors, generators, braking and can run on a variety of speed and torque.

The need to change the direction of rotation of DC motor can be done by changing the current direction of the magnetic field refers to the amateur or otherwise.

By changing these two parameters of the motor will rotate in the same direction again.


Penukar(penerus)

AU : AT(1θ / 3θ)

AU AT

Figure 4.1 Converter in the form of block diagram

How to control:Control uncontrolled (diodes, transistors)Control controlled (SCR, triac)


4.1 Control Converter

The need to change the direction of rotation of DC motor can be done by changing the armature current reference to the magnetic field or vice versa. By changing these two parameters of the motor will rotate in the same direction again. It is more practical to change the current direction of the armature field current as the field is more inductive loops and save more energy. This control is known as a converter control. Figure 4.1 shows the use of exchange controls in a control circuit.


4.1.1 Control of uncontrolled

Uncontrolled control can be categorized into two types:-Half-wave converter.-Full Wave Converter

4.1.1.1. Half-wave converter

D1

M-

+

MG1

12

VAC

12

Figure 4.2 half-wave converter



D1

D2

T21 5

6

4 8

M-

+

MG1

12

VAC1

2

4.1.1.2 Full Wave Converter

Figure 4.3: Full Wave Converter

Rajah 8.4 Penukar ½ gelombang 1θ



4.1.2 Kawalan boleh dikawal

4.1.2. ½ wave 1θ converter

M-

+

MG1

12

Q1

VAC1

2



4.1.2.2 Half Converter(semi converter) 1θ

M-

+

MG1

12

Q1 Q2

D1 D2

VAC

12

Figure 4.5 Separuh Penukar 1θ



4.1.2.3 Full wave converter 1θ

M-

+

MG1

12

Q1

Q2

Q3

Q4

VAC

12

L1

Figure 4.6 Full wave converter 1θ



4.1.2.4 Dual converter

M-

+

MG1

12

Q1

Q4Q2

VAC

12

Q3

R1

Q6

Q7Q5

VAC

12

Q8

L1

La

L2

Figure 4.7 Dual converter



speed (rpm)

Torque (Nm)

The relationship between torque and speed for dc Motor

Figure 4.8 The relationship between torque and speed for dc Motor




4.3 Control of the first quardrant

Circuit chopper (chopper) were used as controls to control the first quardrant. Components (transistor) is used to switch on and off the circuit on the proportion of 10 KHz to ensure continuous armature current.

Average speed and armature voltage is determined by the "on" compared to the "off" waves of pulse width modulation pulse width modulated (PWM) voltage armature.

Control the duty cycle (duty cycle) is not directly controlling the armature current and voltage and current change is linear.

This control is the control of the first quardrant because of charges and act as a motor rotates in one direction only.

Torque is generated in only one direction of rotation. Motor voltage and current direction can not be changed.


4.3.1 Rajah Litar dan gelombang keluaran

E

Ib

E

Q1

1

2 3

D1 Ra

M-

+

12

La

Rajah 4.9 Litar Kawalan sukuan pertama



4.10 Gelombang keluaran litar Kawalan sukuan pertama




4.4 Pengenalan

Kawalan dua sukuan ialah satu kawalan litar yang direkabentuk dengan Motor AT bertindak sementara sebagai penjana. Kawalan ini bertujuan untuk mengawal dayakilas motor iaitu dengan menggunakan kaedah pembalikan medan ( meningkatkan dayakilas ) dan pembalikan angker ( mengurangkan dayakilas ).



VfVfVsVs

Ra

Rf

M-

+

12

La

Lf

-

+

EdEo

Ia If

4.4.1 Kawalan Dua Sukuan – Pembalikan Medan (field reversal)

Rajah 4.4.1 : Kawalan Motor Dengan Pembalikan Medan



Dalam kawalan ini litar direkabentuk dengan motor bertindak sementara sebagai penjana dengan dayakilas positif. Merujuk kepada rajah di atas, ketika ini Ed lebih kecil daripada Eo dan penukar bekerja sebagai penyongsang( inverter). Arus Id akan mengalir dalam arah berlawanan dan berkurangan terhadap masa.Apabila sudut picuan dilaraskan, Ed lebih besar daripada Eo, Id masih lagi sifar dan motor belum berputar. Dengan mengubah polariti arus medan If menjadi kepada positif, maka arus Id akan mengalir dan seterusnya akan menguja voltan Eo dan penukar bekerja sebagai penerus.

VfVfVsVs

Ra

Rf

M-

+

12

La

Lf

-

+

Ed

Eo

Ia If



VfVf

Ra

Rf

M-

+

12

VAC

12

SW1

12

SW2

1 2

La

Lf

+

-

Ed Eo

4.4.2. Kawalan Dua Sukuan – Pembalikan angkir (armature reversal)

Rajah 4.4.2 : kawalan motor dengan pembalikan angkirDalam kes ini pembalikan angkir mengantikan pembalikan medan. Ini memerlukan

suis pembalikan kelajuan tinggi direkabentuk supaya dapat membawa arus angkir yang tinggi. Sistem kawalan ini disusunatur supaya penyuisan berlaku hanya apabila arus angkir bersamaan kosong. Merujuk kepada aruhan yang rendah, angkir boleh dibalikkan dalam masa 150 ms iaitu kira-kira 10 kali lebih laju daripada pembalikan medan. Pertukaran polariti menyebabkan arah arus angkir bertukar arah menjadi negatif dan seterusnya berkurangan. Sudut picuan penukar dilaraskan supaya voltan angkir menjadi negatif. Arus Id akan berkurangan walaupun motor masih lagi berputar. Apabila voltan Ed > Eo, motor tidak berputar kerana arus angkir, Id masih lagi kosong.



4.4.3 Kawalan Dua Sukuan – Dua Penukar



Kawalan ini menggunakan dua penukar yang disambungkan selari dengan angkir tetapi dalam arah yang bertentangan.Ketika penukar P1 bekerja sebagai penerus, penukar P2 bekerja sebagai penyongsang dan sebaliknya.Sudut picuan penukar P1iaitu α1, akan membenarkan arus Id mengalir dalam arah positif manakala penukar P2 dengan sudut picuan α2, arus Id akan mengalir dalam arah negatif.Pada ketika penukar P2 mula beroperasi, voltan terjana adalah Eo lebih besar daripada Ed, arus Id akan terus mengalir sehingga voltan Ed lebih besar daripada Eo. Ini akan menyebabkan arus Id mengalir dalam arah bertentangan dan menghasilkan dayakilas berlawanan dan memberhentikan motor.



4.4. Kawalan Dua Sukuan – Dua Penukar Bekalan 3 fasa dengan Arus Pusar

Rajah 9.4 : kawalan 2 sukuan- 2 penukar dengan arus pusar



Merujuk kepada rajah 4.4 Terdiri daripada dua penukar yang menerima bekalan secara berasingan.Kedua-dua penukar beroperasi secara serentak. Semasa penukar 1 bekerja sebagai penerus, penukar 2 bekerja sebagai penyongsang(inverter) dan sebaliknya.Arus Ia adalah perbezaan di antara arus angkir penukar 1 dan angkir penukar 2 . Arus angkir(Ia) = Id1 - Id2. Pertukaran arah arus akan menghasilkan arus pusar. L1 dan L2 digunakan sebagai menghad atau mengurangkan arus pusar arus ulangalik

Kuasa penukar 1 , P1 = Ed1 x Id1

Kuasa penukar 2, P2 = Ed2 x Id2

Kuasa aktif daripada bekalan , P = P1 - P2.



Contoh Pengiraan:Kawalan dua sukuan dua penukar dengan arus pusar mempunyai voltan bekalan angkir 450V dengan arus pusar 1500 ampiar. Penukar 1 mengalirkan arus Id1 sebanyak 1800 ampiar dan penukar 2 menerima arus Id2 300 ampiar. Jika voltan talian kedua-dua penukar adalah 360V, kirakan:

•Kuasa pada penukar 1 dan 2.•Kuasa masukan aktif.•Sudut pemicu penukar 1 dan 2.•Kuasa reaktif daripada bekalan.



Penyelesaian :P1 = Ed1Id1 = 450 x 1800 = 810 kWP2 = 450 x 300 = 135 kW.P = P1 – P2 = 810 – 135 = 675 kW

Ed1 = 1.35E cos α1

450 = 1.35 x 360 cos α1

cos α1 = 0.926 α1 = 22.2 °



α2 = 180° - α1 = 180° - 22.2

° = 157.8°

Q1 = P1tan α1 = 810 tan 22.2° = 330 kvarQ2 = P2tan α2 = - 135 tan 157.8° = 55 kvarQ = Q1 + Q2 = 385

kvar

Penyelesaian :


THANK YOU……THANK YOU……


Education

Maintopik4