Svenska ElektronikForumet

Ja jag vet inte om "Allmänt" är rätt ställe.

Men jag ställer frågan:

Har någon en SPICE model till tvåfas AC-motor?

Vad i hela friden ska du med den till?

Jag ska simulera/beräkna en optimal start kondensator.

För tre olika frekvenser och två olika spänningar.

Och det räcker inte med värden mellan tummen och pekfingret.

Det behövs inte för en tvåfas motor. Var du nu har en sådan....

Kanske uttrycker mig lite dumt.

En lindning ska förskjutas 90 grader.






Jag ska konstruera ett styrkort, där motorn (typ ovan) drivs med olika spänningar
och frekvens.

Som Ni ser gäller föreslagen kondensatorn för 50 Hz.

Använder du ett bra program för schemaritning kan du alltid göra en subkrets som är en model av motorn. Sen kan man göra modellen hur avancerad som helst, att hitta något på internet som överrensstämmer med din motor kan man nog glömma.

Dock kommer säkert papper och penna kunna lösa dit problem, ställ upp alla impedanser så borde du kunna se fasförskjutningen beroende av frekvensen.

Man kan bygga spicemodell som ett verktyg i sitt eget tänkande när man mäter och försöker lista ut de olika motorparametrarna.

Även om du hittar en modell så är det ändå en massa parametrar som måste fyllas i vilket innebär en hel del labb-jobb där man mäter lindningsresistans, mäter induktanser, parasitinduktanser (som jag tror denna motor har till största delen och bara lite skvätter över till rotorn - småmotorer är oftast gjorda så att det inte händer något värmemässigt när rotorn är låst) fasvinklar mellan spänning och ström, både vid tomgång - maxlast och start, låta den arbeta som generator både i kortsluten form och mäta ström och i öppen slinga för att mäta spänning vid olika varvtal etc. för att lista ut induktans, BL-faktor mm. olika trix.

Synkronmotorer med permanentmagnetiserad rotor är ändock mycket enklare att bygga Spice-modeller på än tex. asynkronmotorer som inte har permanentmagneter utan behöver den yttre roterande fältet för att skapa sig den inre rotormagnetismen...

---

jag skulle börja med 2 trafo (för X och Y-pol) tillkopplad varsina konstantströmgeneratorer med 90 graders fasvinkel för att emulera rotorns MMK - sedan börja jobbet att fylla in rimliga värde i olika delar...

Som redan nämnt så har du en hel del information i databladet för motorerna - tex. parasitinduktansen ser man tex. hur mycket momentet minskar (dvs lägre ström och lägre magnetfält i polskorna) mellan 50 - 60 Hz dock är det en komplex grej då den högre frekvensen bör göra att kondingen släpper igenom mer ström, men samtidig ökande självinduktansen så minskar strömmen (lägre moment) med resultatet att fasvinkeln säker ändrar sig 20 - 30 grader över 90 grader och momentet minskar också av den orsaken + påverkan som serieresistansen i lindningarna gör på fasgången etc.

Om jag Er rätt förstått så är själva motorns elektriska egenskaper
med bla induktans ganska besvärlig att jobba mot. Alltså mellan
drivsteget och motorn.

Håller Ni med mig om att det är bättre att reglera fas förskjutningen
före drivsteget och komplettera med ett drivsteg för varje lindning?

Tänker jag fel månne?

Om du skall variera i frekvens så blir det jobbig, dels av att motorns troligen höga parasitinduktans stryper strömmen ganska kvickt när du höjer frekvensen (se bara på startmomentet vid 60 Hz gentemot 50 Hz med samma kondensator i databladet ger ganska bra hint på graden av parasitinduktansen då momentminskningen speglar motsvarande strömminskning) och måste höja spänningen i motsvarande grad för bibehållen moment - sedan ändrar sig fasläget på lindningen som drivs av kondingen vid annan frekvens (vid frekvenshöjningen så ökar induktiva impedansen och minskar kapacitiva imedansen och resulterande fasen flyttar) och ju mer den är ifrån optimala '90' grader fasvinkeln desto mindre bidrar den till startmomentet - speciellt i startläget. +/- 15-20 grader fasfel påverkar nog inte så mycket på momentet då det nog håller sig under 10% i momentminskning, men över det så börjar det hända saker och vid tex. 45 grader så har du nog bara 70% av momentet kvar.

Sådana saker kan ganska lätt simuleras i en spicesimmulator när du har fått fram troliga induktanser per lindning samt dess serieresistanser - ena grenen bara ena lindningen induktans med dess inre resistans och andra grenen med också seriekondningen (lindningarna förutsätts vara lika) och så mäter man fasvinkeln på strömmen mellan benen och också ser vad som händer när man varierar med frekvens - och här kan du betrakta strömmen på huvudlindningen (som då är riktfas) gånger sin(fi) av strömmen på hjälplindningen som speglar momentet på motoraxeln. - dvs är fasen lika på båda lindningarna eller bara på en lindning i taget så har du ingen moment när rotorn står still, medans max moment är när ena lindningen har 90 grader förskjutning av strömmen gentemot den andra lindningen och strömmarna är lika - typ.
(kan ha gjort tankegroda här - lätt att göra fel när man blanda in sin, cos och kompexa tal )

den uppgivna strömförbrukningen gäller förmodligen bara när kondensatorn är inkopplad - utan den (vilket går bra att prova när motorn väl är startad) så får du inte bli förvånad om strömmen är både 3 och 4 ggr högre då kondingen med motorlindningen också har en faskompenserande verkan. Du kommer vid uppmätningarna av motorns karaktär och för uträknande av dess inre förluster och tänkbar parasitinduktanser tvingas att köra motorn med bara en lindning i taget och se fasvinkeln mellan ström och spänning etc. både vid tomgång, låst rotor samt märklast och även mäta på den icke inkopplade lindningen och dess fasläge och spänning gentemot huvudlindningen etc. för att försöka räkna ut motorparametrarna - speciellt om du vill göra simuleringsmodell av motorn.

Eller så struntar man i detta och kör på med tillräckligt starkt drivsteg med dubbel utgång och 90 graders förskjutning på den andra utgången. Dock bör man ändå kolla hur mycket ström motorn drar vid enfasdrift (andra lindningen öppen) samt i startström med låst rotor så att drivsteget täcker in även detta. Räkna med att motorn är väldigt reaktiv med cos(fi) under 0.1 - 0.2 vid enkellindningsdrift.

Jag har läst två böcker i ämnet "elektroteknik", men det står
bara att små synkrona AC motorer har en så liten användning
inom industrin att man inte anser att det behövs en djupare
förklaring kring funktion.

Jag uppskattar mycket att Du, xxargs, tagit Dig tid och förklarat.
En motor, en spänning, en frekvens då är det lite lättare att hitta
en bra lösning med en utgång från drivsteget.

I slutänden är tanken att det ska bli en analog motorstyrning med
bred tillämpning. DVS olika fabrikat av AC motorer ska kunna användas.
Det är en DIY-skivspelare som ska byggas. Och då "hajjar" Ni säkert.
Frekvensen styr varvtalet, självklart. Och spänningen ska reduceras
efter uppstart, för att få en mjukare gång.

Det jag inser efter xxargs:s fina lektion är att jag ska ha ett drivsteg
med dubbel utgång. Och förskjuta den andra 90 grader för tre olika
frekvenser och två olika spänningar.

Hahaja Då har man lite mera "pyssel" framför sig.



Tacka alla, risken att jag återkommer när jag stött på "patrull" är stor.
Men det fattar Ni säkert

Med "xxargs" redogörelse i skallen, låg jag och repeterade "växelströmslära"
(från tiden då jag var grabb).

Så kom jag till kapitlet "Induktans". Då slog det mej, impedansen Z har jag.
Likströmsmotståndet kan jag mäta upp ==>> då kan jag räkna ut induktansen.




Ja vist,........................... så enkel modell klarar jag mig med så länge!

Det är inte så mycket värre än så - det var ungefär samma sätt när jag försökte luska ut hur en kylskåpskompressormotor arbetade och framför allt varför en sådan med standard startapparat behöver 10 ampere ström för att starta trots kompressorn i sig bara ligger på ca 80 Watt med last... (vilket gör att de flesta växelriktare under 800 VA kräks och kylskåpet startar inte om man vill köra på resevkraft)

fasvinkeln på en kylskåpsuppstart har ca 8 - 10 grader baserat på olika induktanser mellan start och driftlindning - och det är dess olika resistanser gentemot sina induktanser som skapar de här 8 grader faskillnaden och därför behöver helsikes massa ström för att övh. rotera igång med synnerligen klen moment (startar inte om inte systemet är tryckutjämnat) - med start/driftkonding så blir det helt annan sak, då orka den starta med full mottryck och med knappt halva startströmmen (huvudlindningen som man inte kan göra så mycket åt i startläget) vilket i mitt fall gör att kompressorn startar på en 300 Watt sinusinverter även med motryck!

din totala startmoment är mycket beroende på strömmen genom lindningen med kondensatorn i serie, prova att gå upp och ned i frekvens (tex mellan 50 och 60 Hz) och titta på strömmarna som resultat så tror jag du ser varför motorn är så mycket klenare på 60 Hz gentemot 50 Hz...

Ja så fort jag får upp (byggt ihop) en motordriv ska ja mäta lite mer.

Startströmmarna är viktiga att ha koll på. Planerar att köra enligt följande.
33.3 rpm => 42,53 Hz.
45 rpm => 57,47 Hz.
78 rpm => 99,62 Hz.

Det jag labbar med är ett tvåfas alternativ, och då utan konding.
Men då behöver jag en krets som fas-förskjuter spänningen 90 grader
innan själva 2:ans drivsteg.
Fast jag är osäker på vad som är det bästa sättet att "fas-förskjuta".
En spänningsdelare; motstånd i serie med en kondensator, som är kopplad
till jord.
Eller är det bättre att ha kondensatorn i serie med motståndet, som
ansluts till jord.

Har Du något bra tips på hur man fas-förskjuter spänningen mellan två
"opamp:ar"?

om du genererar sinusen digitalt så är det bara en matematisk grej, är det analog sinuskälla så kan man titta på en brygga eller filteringång där ena benet är RL krets för 45 grader åt en hållet och och RC-krets för den andra - du är intresserad av den relativa fasen eller hur. - att göra exakt 0 resp 90 grader gentemot referens-sinusen med diskreta komponenter är svårt då inre resistansen i komponenterna gör att det alltid avviker mer eller mindre från just 90 grader..

För den här typen av drift så är det iofs inte så noga om du hamnar på exakt 90 grader differens - du kan säker variera mellan 75 - 105 grader utan större problem med motorn och dess startmoment.

Däremot kommer din höga frekvens för 78-varvläget att ställa till bekymmer - om motorn går från typ 10 mNewtonmeter vid 50 Hz till ca 7 mNewtonmeter vid 60 Hz så lär det inte vara mycket moment kvar vid 99 Hz om du inte samtidigt höjer spänningen till kanske flera gånger märkspänningen.

med simulering som du satte upp så kan du nog se verkan av det vid olika frekvenser då strömmen genom lidningarna gånger BL-faktorn (motorkonstanten) bestämmer momentet på motorn, går strömmen till hälften genom motorlindningarna vid 99 Hz pga. induktansen gentemot 50 Hz - så har också momentet halverats...

Som drivsteg skulle du kanske kunna ha en bipolär stegmotordrivare med många mikrosteg. Då behöver du ju bara fixa en enkel pulsgenerator som du justerar frekvensen på.