การคำนวณเส้นโค้งแรงบิดของเครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายใต้การทำงานเป็นเบรกด้วยการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง

ผู้แต่ง

  • นครินทร์ เปรมปรี ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
  • พิชัย อารีย์ กลุ่มวิจัยระบบไฟฟ้ากำลังและเครื่องจักรกลไฟฟ้า ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

คำสำคัญ:

เครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามเฟส, การเบรกด้วยการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง, เส้นโค้งแรงบิด

บทคัดย่อ

เครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามเฟสถูกนำไปใช้งานกันอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรม การเบรกเครื่องจักรกลไฟฟ้ามีความสำคัญมากในกรณีเหตุการณ์ฉุกเฉิน วิธีการเบรกที่ง่ายก็คือการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงที่ขดลวด   สเตเตอร์ การเบรกเครื่องจักรกลไฟฟ้าให้หยุดได้ในช่วงระยะเวลาที่ต้องการมีความจำเป็นต้องทราบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณแรงบิดและกระแสตรงซึ่งความสัมพันธ์ดังกล่าวสามารถหาได้จากเส้นโค้งแรงบิด ด้วยเหตุนี้ จึงมีการวิจัยเพื่อคิดค้นวิธีการคำนวณหาเส้นโค้งดังกล่าว แต่ทว่าเส้นโค้งแรงบิดที่คำนวณได้ยังคงมีความคลาดเคลื่อนอยู่เนื่องจากการคำนวณดังกล่าวไม่พิจารณาความไม่เป็นเชิงเส้นของค่าพารามิเตอร์ของเครื่องจักรกลไฟฟ้า ดังนั้น บทความนี้นำเสนอเทคนิคการปรับปรุงการคำนวณหาเส้นโค้งแรงบิดของเครื่องจักรกลไฟฟ้าภายใต้สภาวะการทำงานเป็นเบรกด้วยวิธีการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้มีความแม่นยำมากกว่าวิธีการคำนวณแบบดั้งเดิมด้วยการผนวกผลกระทบจากปรากฏการณ์การอิ่มตัวของเส้นแรงแม่เหล็กและสกินเอฟเฟคเข้ากับขั้นตอนการคำนวณ จากการศึกษาพบว่าเส้นโค้งแรงบิดที่ได้จากการคำนวณด้วยวิธีที่นำเสนอมีความสอดคล้องกับเส้นโค้งที่ได้มาจากการทดสอบมากกว่าเส้นโค้งแรงบิดที่ได้จากการคำนวณด้วยวิธีแบบดั้งเดิมอย่างเป็นที่น่าพอใจ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการคำนวณหาช่วงระยะเวลาเบรกได้อย่างมีความถูกต้องแม่นยำมากกว่า

References

Bordovsky, P., Adibpoor, S.H., Murrenhoff, H. and Reinertz, O. Simulation of an Active Disc Brake with a Hydro-Mechanical Torque Control. Global Fluid Power Society PhD Symposium, July 18-20, Samara, Russia, 2018.

Yazdanpanpanah, R. and Mirsalim, M. Axial-flux Wound-Excitation Eddy-Current Brakes: Analytical Study and Parametric Modeling. IEEE Transactions on Magnetics, 2014; 50(6): 1-10.

Rongmei, P. L., Shimi, S. L., Chatterji,S. and Sharma, V. K. A Novel Fast Braking System for Induction Motor. International journal of engineering and innovative technology, 2012; 1(6): 65-69.

Ejiogu, E.C. and Tanno, Y. Capacitor Self-Excitation Braking of the Induction Motor. IECON '93 -19th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics, November 15-19, Maui, HI, USA, 1993;891-895.

Brown, J.E. and Butler, O.I. The Zero-Sequence and Performance of Three-Phase Induction Motors. Proc. IEE, 1954;101:219-224.

Grantham, C. Zero-sequence Dynamic Braking and Parameter Determination. Proc. IEE, 1983;130:392-398.

Alshamasin, M.S. Control of Zero Sequence Braking for a Three-Phase Induction Motor Operating from Single-Phase Supply with a Controlled Capacitor. Journal of applied sciences, 2012; 12(24): 2616-2620.

Harrison, D. The Dynamic Braking of Induction Motors. Proc. IEE, 1956;103:121-129.

Say, M.G. Design of Alternating Current Machines. London: PITMAN, 1949.

Krishnamurthy, M.R. D.C. Dynamic Braking for Direct Determination of Rotor Impedance and Power Factor of Induction Machines. Proc. IEE, 1964;111: 1299-1304.

Somers, C., Moussa, C. and Habbad, K. A. Emergency D. C. Injection Braking System. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), March 17-19, Seville, Spain, 2015.

นครินทร์ เปรมปรี และ พิชัย อารีย์. เทคนิคการค านวณหาเส้นโค้งแรงบิดของมอเตอร์เหนี่ยวน าในสภาวะท างานเป็นเบรกด้วยวิธีการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง.การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 42,30 ตุลาคม-1 พฤศจิกายน, เดอะกรีนเนอรี่ รีสอร์ท เขาใหญ่จังหวัดนครราชสีมา, 2562.

Aree, P. and Prempri,N. Torque-Speed Curve of DC Braking Induction Motors Including Saturation Effect.The 6th International Conference on Engineering Energy and Environment, November 27–29, Ambassador Hotel Bangkok, Bangkok, Thailand, 2019

Pedra,J., Candela,I. and Barrera,A. Saturation Model for Squirrel Cage Induction Motor. Electric power systems research,2009;79(7): 1054-1061.

Stankovic’, A.V., Benedict, A.V., John, V., Lipo, T.A.A Novel Method for Measuring Induction Machine Magnetizing Inductance. IEEE Transactions on Industry Applications. 2003; 39:1257-1263

Sen, P.C. Principles of Electrical Machines and Power Electronic. 3rd edition, NJ: Wiley, 2014.

LabVIEW User Manual. USA, 2014.

การเบรกอินดักชั่นมอเตอร์ 3 เฟสด้วยระบบไฟฟ้า. 2546.[ระบบออนไลน์]แหล่งที่มา:http://www.tinamics.com.

Product Manual. KIMO Drive Technology. [Online] available: https://www.kimo.de.com.

Giri, F. AC Electric Motors Control Advanced Design Techniques and Applications. Wiley, 2013.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2021-04-30