Frekvensomformerdrift av Fluks Vekslende Permanent Magnet Maskin FSPM: Motorkonstruksjon, kontrollsystem og driftstest.

Abstract

Det har i denne rapporten blitt presentert teknologi bak en FSPM maskin som er blitt testet i motordrift ved bruk av frekvensomformer. Kontrollsystemet som er benyttet er et Direkte Moment Kontroll System og er blitt presentert i sin funksjon og oppbygning. Videre gir rapporten et bilde av hvordan FSPM maskinens egenskaper er i motordrift for forskjellige turtall og last. Testresultatene viser en klar samstemning mellom de simulerte FEM-resultater og de verdier som kom frem under testing av maskinen i motordrift. Det ble testkjørt to varianter, 12/10 og 12/14, da med mest fokus på 12/14 varianten. Med tilgjengelig driftsspenning på 400V ville ikke 12/14 maskinen nå 400rpm uten å måtte redusere maksimalt moment noe. Grunnen er at den høye frekvensen gir store reaktanser i maskinen, noe som igjen påvirker maksimalt turtall med gitt spenning. Stabil drift med 3,4A og 325rpm gav effekter og elektromotoriske moment for de to maskinene på 1079W og 31,7Nm for 12/14 maskinen og 953W og 28Nm for 12/10 maskinen. På tross av FSPM maskinens spesielle design vil det ifølge testarbeidet ikke se ut til at en drift med frekvensomformer vil by på nevneverdige problemer. Maskinens eminente sinusformede motinduserte spenning muliggjør en drift med stabile turtall over hele maskinens momentområde. Kontrollsystemet DTC, direkte moment kontroll, er i følge testingen svært godt egnet til kontroll av maskinen over hele turtallsregistret uavhengig av last. Systemets respons på plutselige endringer i turtall eller lastmoment er svært god. Ved oppstart ble det allikevel registrert noe ujevn rotorposisjonsestimering da 12/10 maskinen ble testet. Dette gjorde at rotor gjorde et kort hopp før riktig oppstart og akselerasjon fulgte. Temperaturer i 12/14 maskinens viklinger ser ved en laststrøm på 3,6A og 325rpm ut til å komme opp i nærmere 140grader celsius før stabil temperatur inntreffer. Dette er i grenseland for hva som er akseptabelt, men ansees å enkelt kunne forbedres ved en mer optimalisert konstruksjon av stator og statorhus.