Bilaga 4. Programbeskrivning PWMIND
Rekonstruktion, pass 1. Denna fil omfattar originalets bilaga 4.1–4.5 (PDF-sidorna 33–37). Texten har transkriberats från den skannade kopian. Kretsbilden och ritningen av rotorspåret har utelämnats och ersatts med korta platshållare. Programlistan och körexemplen, som utgör punkterna 9 och 10 i originalets innehållsförteckning, behandlas i separata filer.
Innehållsförteckning
- Allmänt
- Tillämpningsområde
- Beräkningsordning
- Indata
- Utmatning
- “Konstant flöde”
- ”s-iteration”
- Körinstruktioner
- Programlista
- Körexempel
1. Allmänt
Programmet PWMIND är en modifiering av programmet PWMOT, och utför beräkningar av förluster, spänning, ström och moment för en godtycklig kombination av serieinduktor och asynkronmaskin.
Figur. Linjärt ekvivalentschema för en serieinduktor och en asynkronmaskin. Originalfiguren är utelämnad.
2. Tillämpningsområde
Korrekta resultat erhålls för alla linjära ekvivalenta scheman, där matningsspänningen har godtycklig form och frekvens. Programmet tar även hänsyn till strömförträngningsfenomen som vid framför allt höga frekvenser blir betydande.
3. Beräkningsgång
Först gör programmet en fourieranalys av spänningen. Därefter beräknas strömmarna för varje delton ur maskindata och spänningens amplitud. Ur detta erhålls till sist spänningsfall över induktorn samt förluster, moment och spänningsfall i motorn.
4. Indata
Till att börja med begärs indata för spänningen:
| Programvariabel | Storhet | Hänvisning |
|---|---|---|
| $N$ | $J’$ | Bilaga 2 |
| $\mathrm{AIN}(I)$ | $\alpha_i$ | Bilaga 2 |
| $\mathrm{NMAX}$ | Den högsta termen i fourierutvecklingen | |
| $\mathrm{APK}$ | $m$ | Bilaga 2 |
| $\mathrm{MK}$ | $p$ | Bilaga 2 |
| $\mathrm{FFT}$ | $\theta_0$ | Bilaga 2 |
Alternativt kan koefficienterna för vissa deltoner erhållas genom en kontinuerlig fourierutveckling (IS, NRWANT(I)).
Om konstant flöde önskas, se under denna rubrik.
Sedan följer inmatning av maskinparametrar, vilket endast behöver göras före första beräkningen eller när nya maskindata önskas.
| Programvariabel | Betydelse | Enhet/anmärkning |
|---|---|---|
RS |
Statorresistans | $\Omega/\text{fas}$, ekvivalent Y |
XLS |
Statorreaktans | Samma |
XM |
Magnetiseringsreaktans | Samma |
XLR |
Rotorreaktans | Samma |
RRO |
Rotorresistans | Samma |
P |
Poltal | |
FB |
Basfrekvens | Hz |
Figur. Måttskiss för rotorspåret. Originalfiguren är utelämnad.
De handskrivna beteckningarna vid figuren anger:
SPTR: spårtyp enligt programmet RESIST- $\rho_2$: ledarresistivitet
- $R_{\mathrm{rat}}$: kvoten mellan spårets medeldiameter och rotorns medeldiameter
Ovanstående visar måtten för rotorspåren, vilka krävs vid beräkningen av strömförträngningen.
Om s-iteration önskas, se under denna rubrik.
För att starta beräkningen behövs dessutom:
| Programvariabel | Betydelse | Enhet |
|---|---|---|
FM0 |
Aktuell frekvens | Hz |
SM |
Eftersläpning | |
UD/2 |
Halva mellanledsspänningen | V |
För serieinduktorn behövs:
| Programvariabel | Betydelse | Enhet |
|---|---|---|
R |
Induktorresistans | $\Omega/\text{fas}$ |
L |
Induktorinduktans | H/fas |
5. Utmatning
De utmatade värdena förklarar sig själva, men observera att spänningarna är toppvärden.
6. “Konstant flöde”
När man använder asynkronmaskinen vid olika frekvenser eftersträvar man alltid konstant flöde $\Phi$, för att minimera förlusterna vid konstant belastningsmoment. Detta flöde $\Phi$ är proportionellt mot $E/f$, varför man för konstant flöde skall hålla $E$ linjärt mot frekvensen (för grundton). Eftersom det uppstår spänningsfall över induktorn och statorimpedanserna måste klämspänningen $V$ hela tiden ökas för att bibehålla konstant flöde. Detta är främst märkbart vid låga frekvenser.
$V$ höjs genom att pulskvoten ökas utöver det normala värdet på
\[\mathrm{APK}=\frac{\mathrm{FM0}}{\mathrm{FB}}.\]På så sätt blir modulationssignalen bredare och grundtonens toppvärde höjs. Detta går dock endast att upprätthålla vid låga frekvenser och små induktanser, eftersom pulskvoten annars blir större än ett, vilket är omöjligt.
Om flödet skall hållas konstant svarar man alltså med en etta på frågan. Detta innebär att programmet går in i en iterativ slinga mellan 0800 och 3060. Slingan börjar med att beräkna fouriertermerna. Därefter beräknas toppvärdet av flödesspänningen EQ (= programmets flödesspänning) för grundton. Skiljer sig denna från den önskade flödesspänningens toppvärde E1 så görs ett återhopp till 103 och pulskvoten APK ändras.
På detta sätt fortsätter iterationen tills EQ och E1 skiljer sig högst 0,4 %. Då görs uthopp och programmet fortsätter som vanligt med den senast använda pulskvoten.
OBS! $E$ är toppvärde.
7. “s-iteration”
Vid tillräckligt stora frekvenser eller induktanser går flödet inte att hålla konstant. I stället måste man öka eftersläpningen för att erhålla konstant moment.
För att med ett givet moment kunna ta fram tillräcklig eftersläpning har en iterativ slinga lagts in mellan 1920 och 3140. Om man svarar ja på s-iterationsfrågan kommer denna slinga att genomlöpas för grundton. Vid 3140 matas sedan grundtonsmomentet ($\approx$ totala momentet) ut. Om detta skiljer sig från det önskade momentet går man in igen med ett annat s-värde.
Varning. Eftersom slingorna griper in i varandra bör man se upp. Görs till exempel en konstantflödesiteration är det olämpligt att samtidigt gå in i s-iterationsslingan.
8. Körinstruktioner
Programmet är gjort i TIME SHARING och körs därför på terminal. Efter inloggning skrivs:
FORT
RUN CPWMIND;CSUBROUT
på vilket terminalen svarar:
LOADER DIAGNOSTICS ......
Sedan begär programmet parametrar beskrivna som indata i punkt 4.
Ytterligare information kan fås ur programbeskrivningen till PWMOT.