Tpz Inteligentni Sustavi.docx

Sadržaj 1.

2.

UVOD ................................................................................................................................ 1 1.1.

Opis i definicija problema ........................................................................................ 1

1.2.

Cilj rada ..................................................................................................................... 1

1.3.

Svrha rada.................................................................................................................. 1

1.4.

Metode rada ............................................................................................................... 1

1.5.

Struktura rada ........................................................................................................... 2

INTELIGENCIJA............................................................................................................ 3 2.1.

Prirodna inteligencija ............................................................................................... 3

2.2.

Umjetna inteligencija ................................................................................................ 4

3.

ISTOSMJERNI (DC) MOTORI .................................................................................... 7

4.

IZMJENIČNI (AC) MOTORI........................................................................................ 9 4.1.

Sinkroni motori ......................................................................................................... 9

4.2.

Asinkroni motori ....................................................................................................... 9

5.

REGULACIJA BRZINE VRTNJE MOTORA .......................................................... 11

6.

REGULIRANI ASINKRONI ELEKTROMOTORNI POGON ............................... 15 6.1.

Kontrolna soba ........................................................................................................ 16

6.2.

PLC i komunikacija ................................................................................................ 16

6.3.

Napajanje ................................................................................................................. 18

6.4.

Zaštita ....................................................................................................................... 18

6.5.

Frekventni pretvarač .............................................................................................. 19

6.6.

Asinkroni motor ...................................................................................................... 21

6.7.

Enkoder .................................................................................................................... 22

6.8.

PTC senzor temperature ........................................................................................ 23

7.

SHEMA JEDNOSTAVNOG ELEKTROMOTORNOG POGONA......................... 24

8.

ZAKLJUČAK ................................................................................................................ 26

LITERATURA ....................................................................................................................... 27 POPIS SLIKA ........................................................................................................................ 28 POPIS TABLICA................................................................................................................... 28 POPIS GRAFIKONA ............................................................................................................ 28

1. UVOD

U ovome radu opisane su komponente pogona i upravljanje tim jednostavnim elektromotornim pogonom. Na početku je definiran problem, cilj rada, svrha rada i metode rada, a u obliku mentalne mape prikazana je struktura rada.

1.1. Opis i definicija problema

Problem je opisati upravljanje i dijelove jednostavnog elektromotornog pogona.

1.2. Cilj rada Cilj rada je definirati komponente elektromotornog pogona, njihovu međusobnu povezanost te na kraju prikazati jedan jednostavan elektromotorni pogon sastavljen od tih komponenti.

1.3. Svrha rada Svrha rada je različitim metodama i tehnikama ostvariti zadani cilj, a glavni dio toga je prikazati jedan jednostavan elektromotorni pogon i uz to znati objasniti svaku od njegovih komponenti.

1.4. Metode rada Metode rada korištene u ovom seminarskom radu su:  Induktivna metoda,  Metoda analize,  Metoda sinteze i  Deskriptivna metoda1.

ZELENIKA, R.: Metodologija i tehnologija izrade znanstvenog i stručnog djela, Ekonomski fakultet u Rijeci, Rijeka, 2000. 1

1

1.5. Struktura rada

2

2. INTELIGENCIJA

Jako se puno priča i jako često se čuju komentari vezani uz inteligenciju. O čemu se uopće govori kada se spominje tu riječ? Jako malo ljudi ima jasnu definiciju inteligencije, ne zato što nisu inteligentni, nego zato što ju ni psiholozi nakon godina istraživanja nisu uspjeli pronaći. Inteligencija nije materijalna stvar da ju je moguće opipati – jedino se može izmjeriti efekte koje neko inteligentno ponašanje proizvede.

2.1. Prirodna inteligencija Inteligencija je mentalna karakteristika koja se sastoji od sposobnosti za učenje iz iskustva, prilagodbe na nove situacije, razumijevanja i korištenja apstraktnih pojmova, korištenja znanja za snalaženje u novoj okolini u kojima ne pomaže stereotipno nagonsko ponašanje, a niti učenjem stečene navike, vještine i znanja. Riječ inteligencija potiče od latinske riječi inteligere što znači razumjeti, shvatiti. Postoje mnoge definicije inteligencije koje za sada ne definiraju precizno inteligenciju kao psihičku funkciju. Mnogi autori se razilaze čak u razumijevanju suštine procesa inteligencije. Jedni definiraju da je inteligencija sposobnost rješavanja novih problema i snalaženje u novonastalim situacijama, dok drugi pak smatraju da inteligencija obuhvaća sposobnost apstraktnog razmišljanja, razumijevanje uzroka i posljedica nekog problema, sposobnost razlikovanja bitnog od nebitnog, sposobnost učenja i prilagođavanja nekom zadanom cilju. Poneki autori se koncentriraju na sposobnost lakog i brzog učenja i sposobnost stjecanja novih sposobnosti. Iako se definicije inteligencije razlikuju, teoretičari se slažu da je inteligencija potencijal, a ne potpuno razvijena sposobnost. Smatra se da je inteligencija kombinacija urođenih karakteristika živčanog sustava i razvojne inteligencije, oblikovane iskustvom i učenjem. Inteligenciju tj. njene efekte je moguće mjeriti, iako nesavršeno, testovima inteligencije. Mehanizmi pretvaranja intelektualne sposobnosti u društveni uspjeh nisu u potpunosti razjašnjeni. Tako, na primjer, postoji čvrsta veza između uspjeha u osnovnoj školi i inteligencije, ali nakon toga nije više moguće predvidjeti uspjeh pojedinaca na temelju inteligencije. Inteligencija, mjerena IQ-om i drugim testovima, se najčešće koristi u

3

obrazovnim, poslovnim i vojnim organizacijama zato jer je dobar pokazatelj ponašanja pojedinca.

2.2. Umjetna inteligencija Razvoj umjetne inteligencije započinje tijekom 2. svjetskog rata i obuhvaća različita područja. Cilj umjetne inteligencije je u zamjenu za postojeće mehanizme u industriji ili bilo kojem drugom području napraviti inteligentne sustave koji će obavljati te iste poslove. U današnjem svijetu sve je više robota, aplikacija i svih drugih elemenata i sustava automatskog upravljanja koji mijenjaju ili olakšavaju rad ljudima. Umjetna inteligencija ima više definicija, a svaka od njih je točna: 

“Proučavanje postupaka koji čine mogućim percipiranje, umovanje i reagiranje” Patrick H. Winston (MIT); autor poznatog udžbenika "Artificial Intelligence",



"The science of making machines do things that would require intelligence if done by men"- Marvin Minsky (MIT),



“Umjetna inteligencija bavi se izučavanjem kako računalo učiniti sposobnim da obavlja poslove koje u ovom času ljudi obavljaju bolje.”-Elain Rich, autorica poznatog udžbenika "Artificial Intelligence" i



"Proučavanje mentalnih svojstava kroz uporabu računalnih modela"- Eugene Charniak (Brown University).

Današnji svijet bez novih tehnologija i bez umjetne inteligencije je gotovo nezamisliv. Jako je mali udio onih područja (pogotovo u industriji) gdje još uvijek nije prisutna umjetna inteligencija, ali i to će ubrzo nestati te će sve postati automatizirano tj. roboti će raditi umjesto ljudi. U Japanu npr. već postoje restorani u kojima su konobari roboti, tako da u industriji i automatizaciji, gdje nema toliko dijaloga među ljudima nego su bitni strojevi, će zasigurno robotika u potpunosti zamjeniti postojeću mehaniku odnosno radnike.

Prednosti umjetne inteligencije u odnosu na prirodnu su: 

Trajnija je od ljudske inteligencije, gotovo da je vječna,



može se jednostavno umnožiti i biti lako dostupna svima,



u potpunosti je točna (kompjuter),

4



jeftinija je radna snaga nego ljudi (roboti),



mala je mogućnost pogreške (gotovo nikakva),



konzistentnija je od ljudske inteligencije i



lako se dokumentira.

Nedostaci umjetne inteligencije u odnosu na prirodnu su: 

Prirodna inteligencija je kreativnija,



smanjena potreba za radnicima,



previše aplikacija i mobitela - manje druženja među ljudima,



ubrzani svijet,



sve veća potreba za energijom koju svijet koristi u pretjeranoj količini,



prirodna inteligencija neposredno koristi opažajno iskustvo i



prirodna inteligencija koristi sva iskustva i sva znanja u svakoj situaciji.

Tablica 1: Usporedba ljudskog mozga i računala ATRIBUT

MOZAK

RAČUNALO

Gradbeni element

Neuron (>100 vrsta)

Logička vrata

Brzina prijenosa

2 ms ciklus

...ns ciklus

Broj procesora

Oko 10¹¹

<=32

Broj veza

10³-10⁴

<=32

Način rada

Serijski, paralelno

Serijski

Signali

Analogni

Digitalni

Informacije

Ispravne/neispravne

Ispravne

Izvor: MEŠTROVIĆ, K., BALAŽ, Z.: Inteligentni i ekspertni sustavi u elektroenergetici, TVZ Zagreb, Zagreb, 2015.

5

Umjetna inteligencija je obuhvatila mnoga područja istraživanja i primjene tako da se unutar nje razlikuje nekoliko osnovnih područja, a to su: 

Ekspertni sustavi,



umjetne neuronske mreže,



robotika,



razumijevanje prirodnog jezika i govora te



fuzzy logika2.

MEŠTROVIĆ, K., BALAŽ, Z.: Inteligentni i ekspertni sustavi u elektroenergetici, TVZ Zagreb, Zagreb, 2015. 2

6

3. ISTOSMJERNI (DC) MOTORI

Istosmjerni stroj je sličan izmjeničnom stroju, a jedina razlika je što istosmjerni, a razlika je u tome što istosmjerni stroj ima uzbudu na statoru, a armaturni namot na rotoru. Istosmjerni stroj, ima tri osnovna dijela : 

Stator,



rotor i



kolektor.

Stator je šuplji valjak koji na unutarnjoj strani jarma ima polove s uzbudnim namotom, a štitove s ležajevima za osovinu ima sa strane. Mora biti napravljen od punog materijala tj. komada jer nema gubitaka vrtložnih struja i petlje histereze. Rotor od dinamo limova je učvršćen na osovinu i u svojim utorima ima armaturni namot čiji su krajevi spojeni na lamele kolektora po kojima klize četkice (najčešće grafitne).

Slika 1: Dijelovi istosmjernog motora

Izvor: MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 105.

Istosmjerni stroj prikazan na gornjoj slici može raditi kao motor. Uz pretpostavku iste uzbudne struje i djelovanja magnetske indukcije B, priključi li se na stezaljke četkica istosmjerni napon, poteći će armaturnim svitkom struja koja stvara silu F koja nastoji izbaciti vodič. Ta sila će stvoriti okretni moment, koji će rotor zakretati, i tako je istosmjerni stroj

7

postao motor. Sinkroni motor ima bolju korisnost, za snage veće od 10 MW u prednosti je nad asinkronim motorom, a osnovni su mu nedostaci kompliciraniji rotor i potreba za uzbudnom strujom, veća nabavna cijena i troškovi održavanja3.

MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 108. 3

8

4. IZMJENIČNI (AC) MOTORI

Današnji industrijski pogoni se u principu baziraju na ovim motorima, dok se rijetko koriste istosmjerni motori. Izmjenični motori mogu biti sinkroni i asinkroni, a to je detaljnije objašnjeno u ovom poglavlju.

4.1. Sinkroni motori

Svojstva sinkronog motora su: 

Konstantna brzina vrtnje neovisno o teretu,



Pokretanje posebnim tehnikama: o zaletnim motorom i o asinkronim zaletom regulacijom frekvencije.

Regulacija brzine vrtnje vrši se promjenom frekvencije i napona napajanja. Ono što je zanimljivo je to da je frekventni pretvarač energetski isti kao za asinkrone motore. Postoje sinkroni motori s vanjskom reguliranom uzbudom, sinkroni motori bez uzbude te sinkroni motori s konstantnom uzbudom (bez četkica).

4.2. Asinkroni motori

Prednost u odnosu na sinkrone motore je svakako promjenjiva brzina vrtnje i jeftino održavanje. Glavna razlika u odnosu na sinkrone motore je u promjenjivoj brzini vrtnje tj. asinkroni motori nemaju konstantnu brzinu bez obzira na teret, nego se ta brzina mijenja ovisno o teretu. Isto tako glavna razlika od sinkronih motora je ta da vektor magnetskog polja nije u fazi s magnetskim poljem rotora, već kasni ili prethodi njemu pa se zato ovi motori nazivaju asinkroni – „ti vektori nisu sinkronizirani.“ Asinkroni motori koriste se svugdje i u svim elektromotornim pogonima te današnji svijet bez njih ne bi postojao ovakav kakav je. Najviše se koriste u industriji, a zatim u raznim uređajima i ostalim područjima primjene. Najviše korišten u današnjoj industriji je regulirani

9

pogon s pretvaračem frekvencije i asinkronim motorom. Kod asinkronih motora bitno je klizanje tj. omjer frekvencije rotora i statora.

Slika 2: Dijelovi asinkronog motora

Izvor: MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 185.

10

5. REGULACIJA BRZINE VRTNJE MOTORA

U ovom dijelu teorijski su objašnjeni načini regulacije brzine vrtnje motora. Što se tiče istosmjernih motora, kod njih je to vrlo jednostavno – dva su kruga regulacije i to regulacija uzbude i armature. Izmjenični motori nisu tako jednostavni kao DC motori, pa je njihova regulacija detaljnije objašnjena. Kod istosmjernih motora se brzina vrtnje regulira upravo naponom armature i strujom uzbude. Definirana su dva područja i to vrlo jednostavno:

Graf 1: Regulacija brzine vrtnje istosmjernog motora

Izvor: MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 156.

Regulacija naponom uz konstantnu struju uzbude (područje I) - naziva se još područje konstantnog momenta dok brzina raste od 0 do nazivne brzine vrtnje. II područje naziva se područje konstantnog napona armature – sniženje struje uzbude uz konstantnu snagu do maksimalne brzine vrtnje.

11

Promjenom frekvencije i napona napajanja kod sinkronih motora mijenja se i brzina vrtnje. Pritom je omjer napona i frekvencije konstantan. Kod asinkronih motora brzinu vrtnje može se regulirati na više načina. Jedan je promjenom otpora u rotorskom krugu čime se mijenja moment, a samim time i brzina vrtnje. Međutim, to je neekonomično i pri malim teretima je nestabilna radna točka. To je tako jer se povećanjem otpora ustvari poveća i klizanje motora pa su povećani električni gubici u rotoru. Što se tiče malih tereta, za malu promjenu momenta dobije se vrlo mala promjena brzine vrtnje i to je vrlo teško kontrolirati.

Promjenom napona mijenja se iznos momenta koji ovisi o kvadratu napona pa se ustvari moment pri svakoj brzini vrtnje promjeni proporcionalno kvadratu promjene napona.

Graf 2: Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom napona

Izvor: MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 110.

Na gornjoj slici su prikazane karakteristike momenta motora pri napajanju s nazivnim naponom (a) i sniženim naponom (b) jednakim polovici nazivnog. Pri punom naponu je radna točka u točci A, dok se uz upola manji napon premjesti u točku B – moment motora je četiri puta manji, pa je i dozvoljeni moment tereta oko četiri puta manji od nazivnog. Ako je moment tereta konstantan ili ne ovisi jako o brzini vrtnje, uz karakteristiku motora kao na slici, ne može se postići znatnija promjena brzine vrtnje.

12

Upravljanje brzinom vrtnje asinkronog motora promjenom frekvencije gotovo da ni nema nedostataka osim visoke cijene. Ovaj način upravljanja brzinom vrtnje mora održavati konstantan magnetski tok i približno jednak moment. Uz ta dva uvjeta će se snaga na osovini mijenjati ovisno o brzini vrtnje, odnosno ovisno o frekvenciji.

Graf 3: Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom frekvencije

Izvor: MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012., str. 118.

Uz nazivni napon i frekvenciju je radna točka u točci A. Smanjenjem napona i frekvencije uz konstantan moment tereta se radna točka pomiče prema točci C, a daljnjim smanjenjem još više ulijevo. Dakle, motor radi u svom optimalnom režimu rada pa nema povećanih gubitaka u namotu rotora. Jasno je da se za ovaj način upravljanja brzinom vrtnje koristi pretvarač frekvencije. Park-Clark-ova transformacija predstavlja osnovu za dobivanje modela u d-q koordinatnom sustavu što omogućuje baš analizu harmonika motora i trofaznog frekventnog pretvarača. Dva tipa regulatora često korištena u praksi su PI i PID regulator. PI regulator koristi P-proporcionalno i I-integracijsko ponašanje. Djeluje tako da smanjuje pogrešku sustava u ustaljenom stanju prema nuli tj. može izbjeći grešku koja može izaći iz primjene P regulatora. Primjenjuje se kad nema velikih zahtjeva za brzinu odziva tj. u ovom slučaju kod regulacije pozicije kod sinkronih motora. PID regulatori imaju sva neophodna dinamička ponašanja za potrebe kvalitetne regulacije: brzu reakciju na naglu promjenu pogreške (D dio naziva), povećanje upravljačkog signala kako bi se pogreška natjerala prema nuli (I dio naziva), te 13

odgovarajući energetski sadržaj unutar određenog područja regulacijskog odstupanja kako bi se eliminirale oscilacije (P dio naziva). PID regulatori se koriste kod aktuatora tj. mjerenja pozicije u asinkronim motorima Vektor magnetskog polja kod asinkronih motora određuje se kod asinkronih motora po brzini vrtnje i strujama po određenom algoritmu, a kod sinkronih motora po poziciji rotora jer je ustvari pozicija rotora jednaka poziciji vektora magnetskog polja.

14

6. REGULIRANI ASINKRONI ELEKTROMOTORNI POGON

Definicijska shema reguliranog pogona prema IEC 61800 Power Drive System:

Slika 3: Regulirani pogon

Izvor: Izradio tim

Sastoji se od energetskog kruga i upravljačkih uređaja. U energetski krug spadaju napajanje, pretvarač, motor i radni mehanizam. Upravljački uređaji su nadzor i zaštita, regulacija procesne veličine i ostale komponente. Primarni tehnološki zahtjevi pogona su: 

Pretvorba električne energije u mehaničku prema potrebi procesa,



potrebna brzina i



potreban moment odnosno snaga.

15

Zadaci upravljanja su: 

Štednja energija i optimalna potrošnja energije,



ekonomičnost i



jednostavno rukovanje i održavanje.

6.1. Kontrolna soba Unutar jedne tvornice ili bilo kojeg složenog elektromotornog pogona postoji nadzorna soba (eng. Control room) iz koje mora biti vidljiv svaki dio procesa rada u tvornici. Tu se nalaze ljudi koji uz pomoć raznih SCADA i HMI sustava upravljaju procesom, prekidaju proces i nadgledaju proces.

Slika 4: Kontrolna soba

Izvor: https://www.google.hr/search?client=firefox-bab&dcr=0&biw=1876&bih=1037&tbm=isch&sa=1&ei=xrsvWti6K8fDsAfq_rfICg&q

6.2. PLC i komunikacija Programirljivi logički kontroleri su prvenstveno uvedeni u industriju radi prevelikog broja upravljačkih releja. Kako bi se taj broj drastično smanjio, uvedeno je PLC upravljanje

16

pogonom koji putem analognih i digitalnih inputa i outputa preko svoje CPU jedinice upravlja nekim procesom ovisno o tome kako je to definirano u njegovom software-u. Sve komponente unutar bilo kojeg pogona, da bi se mogle kontrolirati s jednog mjesta tj. preko PLC-a do HMI sustava moraju biti povezane komunikacijskom mrežom. To može bit profibus, profinet ili ethernet mreža, ovisno o potrebi i želji kupca. PLC je ta glavna komponenta elektromotornog pogona u današnjoj industriji preko koje se sve kontrolira unutar cijelog pogona.

Slika 5: PLC

Izvor:

https://www.google.hr/search?biw=1517&bih=707&tbm=isch&sa=1&ei=sj5fWuWOEsajwAKOuJWwDA&q= plc+siemens&oq=plc+siemens&gs_l=psyab.3..0j0i30k1l9.2875.4801.0.5054.10.7.0.2.2.0.272.835.0j2j2.4.0....0...1c.1.64.psy-ab..5.4.417....0.8XSkfTWzBA#imgrc=UdDh5lKO2jY5jM:

17

6.3. Napajanje Napajanje asinkronog elektromotornog pogona većinom je istosmjernim naponom preko DC linka. Naime, ako je slučaj takav, onda je potreban DC/AC frekventni pretvarač za reguliranje frekvencije motora. U suprotnom, ako je napon napajanja trofazni izmjenični niski napon (npr. 400 VAC), onda je potreban AC/AC frekventni pretvarač. Ovo je glavno napajanje tj. napajanje za motor odnosno pretvarač iznad njega. Pomoćni napon tj. napon upravljačkih krugova je 24 VDC, a za neke komponente unutar pogona potreban je i jednofazni izmjenični napon od. npr. 230 VAC za napajanje rasvjete u pogonu.

Slika 6: Napajanje unutar pogona

Izvor: Bilješke s predavanja kolegija Elektroenergetska postrojenja, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012.

6.4. Zaštita Sklopni aparati za prekidanje struje u današnjoj industriji funkcioniraju na način da mehaničkim razdvajanjem kontakata prekidaju tu struju. Prilikom prekidanja struje javlja se električni luk te se način gašenja tog električnog luka razlikuje kod prekidanja istosmjerne i izmjenične struje. Ako se prekida izmjenična struja, ne smije se dopustiti da se trenutno prekine električni luk nego da postepeno po sinusoidi dođe u nulu i ugasi se te se prekine strujni krug. 18

Potrebno je samo osigurati unutar prekidača da se taj luk ponovno ne upali. Kod istosmjerne struje, koja nikada sama i postepeno ne dolazi u nulu, potrebno je stalno povećavati električni otpor luka kako bi se prekinula struja i osiguralo da se taj luk ponovno ne upali. Štiti se svaki dio pogona tj. ne smije se dogoditi da je između neka dva aktivna elementa kruga spoj koji nije zaštićen. Najjača (za prekinuti najveću struju u pogonu) sklopka je glavna sklopka, a onda se nadalje ovisno o razdiobi mreže struja i snaga smanjuje pa je logično da su i sklopke i zaštite manjih nazivnih struja što je izrazito bitno za ovaj pogon. Zaštita iznad frekventnih pretvarača je definirana po standardima proizvođača tog pretvarača frekvencije. Kako raste snaga pretvarača frekvencije, to je zaštita skuplja, bolja i veća. Najpoznatiji proizvođači zaštite za elektromotorne pogone u svijetu su Siemens, ABB, Schneider i Bussmann osigurači i prekidači.

6.5. Frekventni pretvarač Zašto pretvarač frekvencije? 

Brzina vrtnje asinkronog trofaznog motora ovisi o frekvenciji napona napajanja tog motora,



pri čvrstoj frekvenciji mreže brzina vrtnje motora je konstantna i



pri mnogim primjenama asinkronog elektromotora potreban je promjenjiva i podesiva brzina vrtnje.

Slika 7: Pretvarač frekvencije kao di pogona

Izvor: Izradio tim

19

Pretvarač frekvencije sastoji se od ispravljača, istosmjernog međukruga i izmjenjivača. Na izlazu pretvarača frekvencije moguće je dobiti proizvoljni oblik srednje vrijednosti napona promjenom periode rada sklopki – široko-impulsna modulacija. Što sklopka brže uklapa isklapa to se može dobiti preciznije približenje srednjoj vrijednosti napona u sinusnom obliku, ali su isto tako veći gubici u tranzistoru što znači jače grijanje uređaja i naprezanje izolacije motora. Pogon s asinkronim motorom i pretvaračem frekvencije je standardno rješenje u današnjim industrijskim pogonima. Najčešće se koriste ABB i Siemens frekventni pretvarači. Slika 8: Pretvarači frekvencije unutar ormara

Izvor: Izradio tim

20

6.6. Asinkroni motor Ono što je najbitnije kod motora je: 

Snaga,



priključni napon,



nazivna struja,



nazivna brzina,



način hlađenja i



dodatni elementi.

Sve osim dodatnih elemenata određuje proizvođač motora. Evo primjera: Slika 9: Tehnički podaci motora AC MAIN MOTOR MANUFACTURER MOTOR TYPE QUANTITY RATED POWER SPEED RATED SPEED

UNIT

(at 40°C / 1000mt)

COSTANT TORQUE COSTANT POWER TORQUE RATED TORQUE at min/rated/max speed LOCKED ROTOR (START)at min/rated/max speed BREAKDOWN (MAXIMUM) at min/rated/max speed CONSTRUCTION COOLING METHOD PROTECTION DEGREE

WINDINGS

STATOR WINDING

OVERLOADING

ROTOR INERTIA MOTOR WEIGHT USED INSULATION PROCESS USED CONDUCTORS (TYPE) INSULATION/OVERTEMP. Class RATED VOLTAGE and Fluctuation RATED CURRENT MAGNETIZING CURRENT(rated) RATED FREQUENCY RATED POWER FACTOR EFFICIENCY at load 1/.75/.5 CONTINOUS IN TWO HOURS FREQUENTLY APPLIED OCCASIONALLY APPLIED DUTY (CLASS-PERCENT)

kW rpm rpm rpm Nm Nm Nm IC IP kgm2 kg B/F/H Wire / bars B/F/H V ±… A A Hz % % % % % __ - %

ACCESSORIES: BLOWER RATED POWER RATED VOLTAGE RATED FREQUENCY RATED CURRENT RATED SPEED BRAKE POWER VOLTAGE SPACE HEATER VOLTAGE POWER ENCODER TYPE DATA THERMAL PROT. WINDINGS BEARINGS COOL. SYSTEM COOLING AIR PRESSURE FLOW SWITCH ACCESSORIES COOLING AIR TEMPERATURE THERMOSTAT AND DATA COOLING FILTER CLOGGED SWITCH COOLING WATER FLOW SWITCH WATER TRAP LEVEL SWITCH SACRIFICIAL ANODE COOLING WATER FLOW COOLING AIR FLOW

Izvor: Izradio tim

21

kW V Hz A rpm kW V V kW

m3/h m3/min/Pa

SUPPLIED Shanghai Shangdian YVP250M-4 2 55 1475 5-1475 1475-2950 355 795 951 416 55 0,66 480 F Wire F 380±10% 102 32 50 0,88 92.4/92/91.5

0,43 380 50 1,1 1400

220 0,03 Leine&Linde RHI 594 1024PPR HTL PTC

Dodatne elemente motora čine PTC senzori, enkoderi, resolveri i kočnice. Ovisno o potrebi u proizvodnji i mjestu za koje je motor predviđen koriste se neki od nabrojanih elemenata.

6.7. Enkoder

Postoje inkrementalni i apsolutni enkoderi. Inkrementalni mjere rotacijsku brzinu i iz nje izvuku relativnu poziciju tj. ako se zamisle dvije osi dovoljne su mu koordinate po x i y osi da zna točnu poziciju motora. Koriste se kod sinkronih motora jer je moguće izračunati i brzinu i smjer iz samo dvije točke. Apsolutni enkoderi koriste kod asinkronih motora za izračunavanje njihove pozicije zbog toga jer je u tom slučaju potrebna apsolutna pozicija motora koja se računa kroz 3 osi tj. ne samo x i y nego još dodatno i z os. To je prvenstveno tako kod asinkronih strojeva jer se vektor magnetskog polja ne vrti sinkrono s rotorom kao kod sinkronih strojeva.

Graf 4: Tri osi za dobivanje apsolutne pozicije

Izvor: https://www.google.hr/search?q=apsolutni+encoder&client=firefox-bab&dcr=0&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiE4qbqvYTYAhVC_aQKHcd3AiMQ_AUICigB& biw=1876&bih=1037#imgrc=ESr3MOuLeSV1tM

22

6.8. PTC senzor temperature Ima pozitivni koeficijent temperaturne promjene otpora tj. kako se temperatura povećava tako se povećava i električni otpor. Primjenjuje se za zaštitu od pregrijavanja električnih motora (obično se umeću u namote statora). Temperaturno im je područje od –50 do 220 °C. Slika 10: PTC senzor

Izvor: https://www.google.hr/search?client=firefox-bab&dcr=0&biw=1876&bih=1037&tbm=isch&sa=1&ei=CM4vWuS6Osz6kwXKmafoBw&q=ptc+termistor&oq =ptc+termistor&gs_l=psy-ab.3..0i19k1l10.1946.7027.0.7587.16.13.2.0.0.0.133.1269.7j6.13.0....0...1c.1.64.psyab..1.10.975...0j0i30k1j0i30i19k1j0i8i30i19k1j0i8i30k1.0.R3GPOfu6Zj4#imgrc=ubw0kCFd_n1TDM

23

7. SHEMA JEDNOSTAVNOG ELEKTROMOTORNOG POGONA

Na donjoj slici prikazana je profibus mreža spajanja Dijela pogona s ukupnim pogonom tj. spajanje s kontrolnom sobom.

Slika 11: Komunikacija unutar pogona

Izvor: Izradio tim

U sljedećoj shemi prikazan je jednostavan regulirani pogon s asinkronim motorom, a sastoji se od: 

Napona napajanja 500 VDC,



Zaštite za prekidanje istosmjerne struje,



DC/AC frekventnog pretvarača,



Asinkronog motora s PTC-om i enkoderom.

Na ovoj jednostavnoj shemi nisu prikazani upravljački naponi i komponente zbog jednostavnosti sheme.

24

Slika 12: Shema jednostavnog elektromotornog pogona

Izvor: Izradio tim

Koja je svrha ovog pogona? Svrha je upravo ono najbitnije što treba izvući iz ovog rada, a to je da su frekventni pretvarači izmišljeni da se koriste za najfiniju moguću regulaciju brzine vrtnje motora što je neizostavno u današnjoj industriji.

25

8. ZAKLJUČAK

Uza sve navedeno može se zaključiti: 

Inteligencija je potencijal, a ne samo urođena sposobnost;



Ima puno definicija inteligencije i fizičari se jako razilaze u definicijama;



Umjetna inteligencija je disciplina koja se bavi oblikovanjem inteligentnih sustava koji implementiraju ona svojstva ljudskog ponašanja koja se smatraju inteligentnim;



Istosmjerni motor je ustvari sinkroni motor sastavljen od statora, rotora i kolektora;



Izmjenični motori dijele se na sinkrone i asinkrone motore;



Sinkroni motori imaju sinkronu brzinu vrtnje neovisno o teretu, dok asinkroni imaju promjenjivu ili konstantnu brzinu vrtnje, ali drugačiju od sinkrone brzine;



Brzina vrtnje motora može se regulirati na više načina, a najčešći i najbolji način reguliranja brzine vrtnje motora je pomoću frekventnog pretvarača;



Regulirani asinkroni elektromotorni pogon sastoji se od: kontrolne sobe, PLC sustava i komunikacije, napajanja, zaštite, frekventnog pretvarača, asinkronog motora s dodatnim dijelovima – u ovom slučaju su to enkoder i PTC senzor temperature.

26

LITERATURA

[1] ZELENIKA, R.: Metodologija i tehnologija izrade znanstvenog i stručnog djela, Ekonomski fakultet u Rijeci, Rijeka, 2000. [2] MALČIĆ, G.: Programirljivi logički kontroleri, Tehničko Veleučilište u Zagrebu, Zagreb, 2012. [3] MEŠTROVIĆ, K., BALAŽ, Z.: Inteligentni i ekspertni sustavi u elektroenergetici, TVZ Zagreb, Zagreb, 2015. [4] MANDIĆ, I., TOMLJENOVIĆ, V., PUŽAR, M.: Sinkroni i asinkroni električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012. [5] FRADEN, J.: Handbook of Modern Sensors, Springer, 2010. [6] BUDIN, L. et al.: Inteligentni sustavi, MIPRO, Opatija, 2001. [7] RUŽOJČIĆ, B.: Bilješke s predavanja kolegija Inteligentni sustavi, Politehnika Pula, Pula, 2017. [8] MEŠTROVIĆ, K.: Bilješke s predavanja kolegija Električni strojevi, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012. [9] MEŠTROVIĆ, K.: Bilješke s predavanja kolegija Elektroenergetska postrojenja, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012. [10] PUŽAR, M.: Bilješke s predavanja kolegija EMP, TVZ Zagreb, Zagreb, 2012.

27

POPIS SLIKA Slika 1: Dijelovi istosmjernog motora ....................................................................................... 7 Slika 2: Dijelovi asinkronog motora ........................................................................................ 10 Slika 3: Regulirani pogon ........................................................................................................ 15 Slika 4: Kontrolna soba ............................................................................................................ 16 Slika 5: PLC ............................................................................................................................. 17 Slika 6: Napajanje unutar pogona ............................................................................................ 18 Slika 7: Pretvarač frekvencije kao di pogona .......................................................................... 19 Slika 8: Pretvarači frekvencije unutar ormara ......................................................................... 20 Slika 9: Tehnički podaci motora .............................................................................................. 21 Slika 10: PTC senzor ............................................................................................................... 23 Slika 11: Komunikacija unutar pogona.................................................................................... 24 Slika 12: Shema jednostavnog elektromotornog pogona......................................................... 25

POPIS TABLICA Tablica 1: Usporedba ljudskog mozga i računala ...................................................................... 5

POPIS GRAFIKONA Graf 1: Regulacija brzine vrtnje istosmjernog motora ............................................................. 11 Graf 2: Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom napona................................ 12 Graf 3: Regulacija brzine vrtnje asinkronog motora promjenom frekvencije ......................... 13 Graf 4: Tri osi za dobivanje apsolutne pozicije ....................................................................... 22

28