Kpc21 pisze:A te podzespoły Woltana czy Eniki to jest to samo, co można spotkać w nowoczesnych tramwajach typu Pesa czy Cityrunner, czy też może jakiś tani substytut?
To zależy od modelu aparatury, ceny itd. Ogólnie to jest to samo. Jedyny problem to tylko jest w kwestii doświadczenia. Woltan ma większe od Eniki.
Czy to będzie chopper czy falownik to sama elektronika to pikuś - w sumie i tak się składa z klocków dostarczanych przez producentów podzespołów, ale problem jest w szczegółach czyli implementowanych modelach matematycznych napędu.
Chopper - to zasilanie prądem stałym ale impulsowo. Ponieważ w impulsie napicie i nateżenie prądu jest nominalne to tak sterowany silnik prądu stałego nie ma swojej wady czyli niskiego momentu obrotowego przy niskich obrotach w klasycznym sterowaniu. Kalsyczne tj - obroty są proporcjonalne do napięcia, zaś moment obrotowy do natężenia prądu.
Ponieważ prawo Ohma jest bezlitosne to niskie napięcie oznacza niskie natężenie prądu czyli niski moment obrotowy. Zasilając impulsowo podajemy pełen napięcie nominalne czyli nie ograniczmy momentu obrotowego w momencie zasilenia silnika. A jak regulujemy obroty. Ciąg impulsów wyznacza nam średnią moc dostarczana do silnika. Np. jeśli prąd płynie prze 10% czasu okresu impulsów to mamy umowne 10% mocy. Jak przez 70% to 70% mocy. Ponieważ moc zasilania w takim przypadku jest niedostateczne to silnik wykazuje poślizg czyli obroty mniejsze od tych teoretycznych. W ten sposób można uzyskać zmianę obrotów. Impulsy powodują ze to jest ciąg szarpnięć ale bezwładność wirnika oraz tego co napędza silnik robi swoje. Sterujemy impulsowo czyli pęłne otwarcie dla pacu i całkowite zamknięcie to oznacza brak typowych strat mocy dla układów analogowych. Ale nie jest różowo bowiem elementy jak tyrystory (zazwyczaj typu GTO), czy IGBT nie działaja natychmiast ale skonczona szybkością a przepływający przez nie prąd wywołuje spadek napięcie (niewielki dla tyrystorów i tranzystorów eIBGT czyli tranzystor bipolarny sterowany jak tranzystor polowy MOSFET) będący efektem nasycenia - czyli w małym stopniu zależnym od natężenia (nie jest liniowym elementem)
Tranzysory MOSFET używane przy mniejszych mocach maja spadek napięcia o charakterze typowo rezystancyjnym stąd straty mocy są wyższe niż dla tranzystorów bipolarnych (ale te wymagają dużej mocy sterowania) i IGBt gdyby nie pojemność bramki jak w MOSFEcie to praktycznie nie potrzebują mocy do sterowania....)
Falownik działa inaczej. Mamy tani silnik prądu przemiennego. Asynchroniczny. Co to znaczy. ano bez obciążenie jego obroty będą praktycznie równe obrotom wirowania pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenia stojana. Obciażenie powoduje poslizg czyli kręcenie się wolniej wirnika niż pola magnetycznego wytwarzanego przez stojan. Poślizg jest proporcjonalny do obciążenia.
Ponieważ zmieniamy częstotliwości zasiani silnika to musimy zmieniać napięcie zależnie od częstoliwości (aby nie spalić uzwojenia przy wolnych obrotach). Najstarsza metoda sterowania to skalarna. Przyjmuje się z góry określona zależność pomiędzy napięciem i częstotliwością (najpowszechniejsza jest U/f = const - ale np. dla niektórych obciążeń silnika ona się nie sprawdza i stosuje się inne zależności). To najstarszy typ sterowania na dodatek najtańszy. Ma istotna wadę nie mamy informacji o poślizgu, czyli obciążeniu. Obciążenie to moc, a moc podzielona przez obroty to moment obrotowy... Czyli mamy kontrole na obrotami ale kiepską nad momentem obrotowym silnika.
Drug ametoda to wektorowe sterownaie. dlaczego wektorow. Mamy prąd przemienny. Dla obciążeń reaktancyjnych (uzwojenie to cewka, czyli indukcyjność ...) sinusoida napięcie nie pokrywa się z sinusoida natężenia prądu. Skutkiem tego jest moc czynna która możemy zamienić na pracę, i moc bierna czyli moc utrzymywania pola magnetycznego i elektrycznego. Te moce tez są wektorami o kącie pomiędzy nimi równym 90'/ Suma wektorowa - w tym przypadku równanie Pitagorasa się kłania daje na moc pozorną.
Co się dzieje jak zwiększamy obciążenie silnika. Natężenie prądu rośnie ale też zmienia się kąt pomiędzy wektorem napięcie a wektorem natężenia prądu. Gdyby wirnik nie miał masy, nie było tarcia i oporu uzwojeń to bez obciażenia silnik pobierałby tylko moc bierną. Czyli kat równy 90' a współczynnik mocy cos fi = 0 kąt pomiędzy moca czynną a pozorną w tym wspomnianym wcześniej trójkącie mocy..... Przy pełnym obciążeniu kąt byłby równy 0; czyli cos fi = 1. Czyli cała pobierana przez silnik moc byłaby mocą czynną. To przypadek idealny. W praktyce cos fi zmienia się mniej więcej od 0.5 do 0.99. Stąd już prosty wniosek - mierząc natężenie prądu i ten cos fi można mieć wiedzę o momencie obrotowym. Sterowanie wektorowe pozwala zadawać nie tyle obroty ale moment obrotowy co jest bardziej dogodne dla skomplikowanych dynamicznie obciążeń silnika
Pełne wektorowe (bo sa układy udające wektorowe - nazywanie niekiedy beczujnikowym sterowaniem wektorowym) flaowniki sa bardzij rozbudowane.
W jednym i w drugim przypadku w praktycznej realizacji pojawi się model matematyczny napędu - tj silnika i napędzanego obiektu, który odpowiada za sterowanie praca falownika. Np w skalarnych obecnie powszechnie stosuje się podbicie momentu dla małych prędkości obrotowych wirnika.
Zasada już znana. Realizacja jest ciekawa bowiem tak naprawdę nie ma klasycznego sinusoidalnego prądu przemiennego. Jest ciąg impulsów o zmiennej biegunowości, impulsy mają duża częstotliwość - miej więcej do 1kHz do kilku , kilkunastu kHz. Podobnie jak chopperze stosunek czasu przewodzenia do zamknięcie lub przewodzeni w innym kierunku wyznacza nam pewna wartość średnią I ta średnia wartość udaje ten prąd przemienny jakim jest zasilany silnik. Dlaczego tak? Bo sterowanie na zasadzie włącz wyłącz generuje mniej strat mocy niż np. regulator analogowy.
Jeszcze jedno oszustwo się powszechnie stosuje, nie symuluje się sinusoidy ale przebieg trapezoidalny - zaokrąglony albo jak kto woli lekko obcinana sinusoidę. Pozwala to uzyskać wyższe napięcie skuteczne generowanego przebiegu.
W tramwaju mamy już prąd stały więc nie ma prostownika jak w falownikach podłączanych do prądu jedno lub trójfazowego.
Naipęcie stałe które idzie do kluczy jest regulowane. znou nie stosuje sie regulacji analogowe by nie mieć strat mocy ale stosuje się impulsowe przetwornice.
Odzysk energii. Jak zwalniamy obroty to silnika zaczyna pracować jak prądnica. Tę powstająca energie trzeba odebrać. Gdzieś ją trzeba "stracić". Klasycznie traci się ją w rezystorze hamowania. Ale jeśli tę moc skierować do innego odbiornika to mamy odzysk energii. Aby było hamowanie musi być odbiór prądu od silnika. W przypadku odzysku jak inne odbiorniki nie mogą odebrać wystarczajacej ilości prądu to niestety rezystory hamowania są nagrzewane. aha nawet jak te wytworzone napięcie podczas hamowania puszczamy do sieci to nie bezpośrednio ale tez przez rezystor bo inaczej byłoby typowe zwarcie bo przecież sieć ma też swoje zasilanie.
w praktyce inny kliucz przełącza odbiór prądu na rezystor hamowania lub sieć, czyli znowu chopper nam sie kłania. Kontrolując chwilową wartość natężenie prądu podczas oddawania energii do sieci wiemy jak trzeba wspomagać się tym rezystorem hamowania. Te przełączanie słychać podczas hamowania.
Ktoś powie że przecież zmniejszając częstotliwość zmniejszymy obroty. Tak ale silnika napędza jakaś masę która ma bezwładność. Ona powoduje że wirnik kręcie się szybciej niż wiruje pole magnetyczne. Czyli też jest poślizg tyle że "ujemny".
W koncowym etapie zatrzymywania czasem się na krótki czas wstrzykuje prąd stały. Pozwala to pewnie unieruchomić wirnik.
Chopper jest układowo prostszy, ale trudniejszy w sterowaniu (bo jest to balansowanie niedostatkiem mocy silnika). Za to nie wymaga zmiany silników. Zaś falownik jest elastyczniejszy, ale trzeba wymienić silniki - zaleta jest mniejsza masa silników asynchronicznych niż prądu stałego.
To tak bardzo w skrócie.
Sama elktronika to nie różni się od "renomowanych". Ale te algorytmy i modele w szczegółach to tak, jest różnica pomiędzy doświadczonym producentem a nowicjuszem.
Jeśli chodzi o modernizację - boję się o to samo. W zasadzie lepiej byłoby ich nie modernizować...
Modernizacja by MPK zrobi z tych wagonów konstazłomy w wersji 2.0. nieprzyjazne pasażerom. W MPK nie potrafią myśleć kategoriami - przyjazny dla pasażera. Widać to w ostatnich Woltanach i Enikach, ten kretyński pomysł z jednym krzeselkiem przy przednich drzwiach, jak mają tam usiąść dwie osoby? Chyba że jedna z nich nóg nie ma.
Do tej pory nie wpadli na pomysł z innym rozmieszczeniem krzesełek jak to robią w Krakowie. No ale czego ja wymagam od naszego MPK.