PERTURBATII ELECTROMAGNETICE

1
PERTURBATII ELECTROMAGNETICE ÎN SISTEME DE
ACTIONARE ELECTRICA
STRUCTURA SISTEMELOR DE ACTIONARE ELECTRICA
2
PERTURBATII ELECTROMAGNETICE ÎN SISTEME DE
ACTIONARE ELECTRICA
Datorate convertorului electromecanic (masinii
electrice)
Datorate circuitului de forta
Perturbatii in sisteme de actionare electrica
Conductive
Capacitive
Inductive
3
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• PERTURBATII DATORATE SISTEMULUI PERII-COLECTOR

- timpul de comutatie
4
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Indepartarea periei de muchia lamelei
Variatie de curent
Variatie de flux
Aparitia în circuit a unei tensiune de
autoinductie
Mentine arcul în comutare.
Tensiunea la bornele unui motor de c.a. cu
colector
5
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Aparitia perturbatiilor conductive la motoarele
cu colector
6
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• PERTURBATII CONDUCTIVE IN SISTEME DE ACTIONARE CU
  ALIMENTARE PRIN CONVERTOR DE PUTERE

7
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Carcasa masinii
Miezul statoric
Inel exterior
Bilele lagarului
Inel interior
Arborele masinii
Capacitati parazite intre spirele infasurarii
Capacitati parazite datorate lagarelor
Capacitati parazite în masini electrice
8
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Aparitia potentialelor de mod normal si de mod
comun la trecerea dintr-o stare a invertorului in
alta
Starea 1 (1,0,0) Starea 1 (1,0,0) Starea 2 (1,1,0) Starea 2 (1,1,0) Tranzitia 1?2 Tranzitia 1?2
Va Vdc/2 Vdc/2 Va Vdc/2 Vdc/2 ?Va 0 0
Vb -Vdc/2 -Vdc/2 Vb Vdc/2 Vdc/2 ?Vb Vdc Vdc
Vc -Vdc/2 -Vdc/2 Vc -Vdc/2 -Vdc/2 ?Vc 0 0
Vab -Vdc -Vdc Vab 0 0 ?Vab Vdc Vdc
Vbc 0 0 Vbc -Vdc -Vdc ?Vbc -Vcd -Vcd
Vca -Vdc -Vdc Vca -Vdc -Vdc ?Vca 0 0
9
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Curentul de mod normal si curentul de mod comun
în sisteme de actionare electrica cu masini
electrice trifazate alimentate prin invertoare de
putere
10
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
11
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• inductantele parazite ale cablurilor de legatura
  (Lw), care afecteaza valoarea inductantei totale
  a buclelor de circuit si depind de tipul
  convertorului. Pot fi evaluate analitic, iar
  valorile uzuale se încadreaza între 5 si 20 nH 
• inductantele parazite ale condensatoarelor, a
  caror valoare se poate determina numai prin
  masuratori. Valorile tipice sunt de 5?20 nH
  pentru condensatori ceramici si de 30?100 nH
  pentru condensatori electrolitici
• capacitati parazite între celula si masa,
  introduse prin radiatorul legat la masa. Valorile
  acestor capacitati pot fi calculate analitic,
  fiind dependente de marimea si geometria
  dispozitivelor de putere.

Schema electrica echivalenta a unui condensator
real si variatia impedantei echivalente a
acestuia în domeniul frecventa.
12
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Curentul de mod normal si cele doua bucle de
rezonanta într-o celula de comutatie a unui
convertor de putere (pentru radiator nelegat la
masa)
13
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Curentul de mod comun într-o celula de comutatie
a unui convertor de putere (cu radiatorul legat
la masa)
14
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• Model de înalta frecventa al unei masini
  electrice

Pe cale experimentala
Pe cale teoretica
Confruntare si completare reciproca
Model final
15
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• Determinarea experimentala

Zfp
Zfn
neutru
pamântare
Definirea experimentala a impedantelor
echivalente din circuitul de înalta frecventa al
unei masini electrice
16
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• Determinarea teoretica

17
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
RL1, respectiv RL2 - rezistentele de curent
alternativ ale portiunilor de bobina considerate
Rp1, respectiv Rp2 - rezistentele ce echivaleaza
pierderile în fier
C1, respectiv C2 capacitatile parazite ale
spirei
Cg capacitate parazita intre infasurare si masa
Rc1, respectiv Rc2 si Rg - modeleaza fenomenele
disipative datorate curentilor de înalta
frecventa si pierderile în dielectricul
condensatorului
18
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
19
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Modelul simplificat de înalta frecventa al unei
faze a masinii de inductie
20
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Valori ale parametrilor schemei electrice de
inalta frecventa la o masina de inductie in
functie de putere
Puterea masinii kW CP nF L mH RP kO
1.1 0.250 28.12 17.49
4 0.653 7.96 5.28
4 0.797 8.86 5.10
7.5 0.739 3.46 3.69
7.5 1.000 12.97 7.32
15 1.100 1.62 2.95
15 1.790 0.775 0.885
30 2.210 0.453 0.465
33 1.650 0.096 0.530
55 2.17 0.186 0.295
21
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Determinarea experimentala a curentilor de mod
normal si de mod comun în sisteme de actionare cu
masini de inductie
22
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
ia
ia
(a)
ib
ib
23
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA

• Curentii de lagar în masinile electrice

Disimetrii magnetice
Flux axial diferit de zero
Aparitia unei diferente de potential intre cele
doua capete ale arborelui
Excentricitati ale rotorului
Potential de arbore
Descarcari electrostatice (rulmentul se comporta
ca un condensator cilindric)
Curenti de lagar
Modificari chimice ale lubrifiantului
Temperaturi locale ridicate
Deteriorarea in timp a caii de rostogolire prin
coroziune
Reducerea vietii rulmentului
24
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Determinarea curentilor de lagar
Sisteme experimentale de masurare
Sisteme teoretice (pe baza de modele matematice
si scheme echivalente)
CURENTI DE LAGAR
Componenta de conductie (datorata potentialului
de mod comun)
Componenta capacitiva (datorata descarcarilor
electrostatice)
25
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Viteza mare
Formarea unei pelicule de lubrifiant
(echivalentul dielectricului unui condensator)
Apar curenti de descarcare electrostatica
Componenta capacitiva (datorata descarcarilor
electrostatice)
26
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Principalele cai capacitive care au legatura
directa cu aparitia curentilor de lagar
Capacitate parazita infasurare statorica
arborele masinii
Capacitate parazita infasurare statorica miez
rotoric(2.5 - 5 nF)
Capacitate parazita infasurare statorica
carcasa masinii (5-10nF)
27
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Schema electrica echivalenta cu parametri
distribuiti pentru sistemul masina de inductie
invertor de tensiune pentru studiul curentilor de
lagar.
28
Cabluri de alimentare
PERTURBATII CONDUCTIVE ÎN SISTEME DE ACTIONARE
ELECTRICA
Masina
Rulment-lagar
Schema electrica echivalenta de mod comun cu
parametri restransi pentru sistemul masina de
inductie invertor de tensiune pentru studiul
curentilor de lagar.