A körhinta elektromos vezérlésének működése

A körhinták elektromos vezérlése összetett rendszereket foglal magában, amelyek biztosítják a berendezés biztonságos és hatékony működését. Ebben a cikkben áttekintjük a különböző motorvezérlési módszereket, a frekvenciaváltók típusait, valamint egy elektrolízis kísérletsorozat tapasztalatait, amelyek relevánsak lehetnek a körhinták energiahatékonyságának javításában.

Frekvenciaváltók alkalmazása

A frekvenciaváltók kulcsszerepet játszanak a körhinták motorjainak vezérlésében. Különböző típusú frekvenciaváltók léteznek, amelyek eltérő funkciókkal és teljesítményjellemzőkkel rendelkeznek.

E3 típusú egyfázisú frekvenciaváltók: Ezek az egyszerűbb és gazdaságosabb típusok a V/f görbe és szenzor nélküli, vektoros szabályozás elvén működnek.
GHV sorozat: A GHV sorozat a gazdaságos motorvezérlő frekvenciaváltók közé tartozik, de már magasabb tudással. Ekkor a V/f szabályozását fejlett verzióban is paraméterezheti saját alkalmazás szerint, ha pedig ez nem elég, akkor az SVC vezérlő mód is a rendelkezésére áll.
P2 frekvenciaváltó: A P2 frekvenciaváltó ezzel szemben már képes akár lökésszerű terhelések vagy erősen terhelt gépek (pl.: daru vagy présgép) villanymotorjának meghajtására, mivel ennél a típusnál 200%-os nyomaték is elérhető akár már 0Hz-től is! Ennél a típusnál szenzor nélküli vektoros vezérlés működteti a villanymotort, amivel a motor legjobb teljesítménye hozható ki.
ECO frekvenciaváltó: Az ECO frekvenciaváltó kifejezetten szivattyú és ventilátor szabályzására alkalmas készülék. Ez megnyilvánul olyan funkciókban, amelyet egy standard vektor vezérlésű készülék nem tud megoldani. Ilyen például egy szivattyú tisztítási funkciója, vagy egy ventilátor tűzeseti működési funkciói.

A frekvenciaváltó kiválasztásakor figyelembe kell venni a körhinta terhelési jellemzőit és a vezérlési igényeket. A fejlett frekvenciaváltók lehetővé teszik a motorok pontosabb szabályozását, ami energiahatékonysághoz és a berendezés élettartamának növeléséhez vezethet.

Egy tipikus frekvenciaváltó, amely alkalmas a körhinták motorjainak vezérlésére.

Alternatív motorindítási módszerek

Az aszinkron motorok nem szeretik a fázishasítást a működési elvükből adódóan. Sorba kötsz a motorral valami ohmikus terhelést (pl olajkályha vagy valami villamos fűtő) addig, amíg felpörög. Vagy használhatsz frekiváltót, ez a legjobb. Vagy a régi körhinta lágyindítási módszer sem rossz, csak sok helyet foglal. (és lehet, hogy nem olcsóbb, mint a frekiváltó. Ehhez képest a kalickás motor "faék", csak a csapágy ne lenne benne. De az meg a másikhoz is kell.

Toyota Auris hibrid részletes adatok

A frekvenciaváltó használata a legoptimálisabb megoldás a motorok indítására és vezérlésére, de más módszerek is alkalmazhatók, figyelembe véve azok előnyeit és hátrányait.

Frekvenciaváltó sorozat 1. rész

Elektrolízis kísérletek

Az elektrolízis kísérletek célja az volt, hogy gyakorlati ismereteket szerezzünk a hagyományos elektrolízissel kapcsolatban. Az itt olvasható leírás elég részletes és aprólékos ahhoz, hogy szükség esetén Te is meg tudd ismételni és hogy tanulhass a mi tapasztalatainkból. Az elektronikát Starek Robi készítette el teljesen ingyen, amiért nagyon hálás vagyok neki. Semmi különlegességet nem tartalmaz ez az elektrolizáló rendszer, csak magát az elektrolizáló készüléket és egy vezérlő elektronikát, ami változtatható szélességű 12 V-os négyszögimpulzusokat állított elő max. 80 A-es áramerősséggel.

Az elektronika

Mint a kapcsolási rajzból kitűnik, az impulzusok előállításához ugyanazt a kapcsolást használtuk, mint amit itt már láthattál. Annyi kis eltérés van, hogy az LM741-es IC kimenete és a nem invertáló bemente közötti 20 kW-os trimer potmétert kihagytuk, azaz egyszerűen összekötöttük a 6.-ik és 2.-ik lábát, mivel ennek nem volt hatása a kimeneti impulzus kitöltésére. A teljesítményerősítő fokozat azonban meg lett változtatva úgy, hogy ez a kapcsolás meg tudjon hajtani akár egy 80 amperes elektrolizálót is. Az áramkör frekvenciatartományát a négy darab kondenzátorral és a 2 kW-os potméterrel szabályozhatjuk. Az ellenállás minimális értéke 1000 W, maximális értéke pedig 3000 W. A következő táblázatban a számolt és mért értéktartományokat láthatod.

1. táblázat: A számolt és mért frekvenciaértékek összehasonlítása.

Az 1.táblázatból egyértelműen kitűnik, hogy az alkatrészek szórása miatt a mért frekvenciahatárok jelentősen eltértek a számolt értékektől. Ez azonban nem befolyásolta jelentősen a méréseket, mivel például a víz rezonanciafrekvenciája (42,5 kHz) bent volt abban a sávban, amit a jelgenerátor elő tudott állítani.

Késések az elektromos Land Rover terveiben

3. ábra: A jelgenerátor négyszögimpulzusai (a CD4069-es IC 6. lábán).

Mérési eredmények és tapasztalatok

A kísérletek során számos paramétert vizsgáltunk, beleértve az elektródák anyagát, a víz tisztaságát, az elektrolit típusát és koncentrációját, valamint az elektródák közötti távolságot. Az eredmények azt mutatták, hogy a saválló lemezek használata és a tiszta víz (esővíz) alkalmazása NaOH-val a legjobb hatásfokot eredményezi. A cellák sorbakapcsolása javítja az elektrolízis hatásfokát, de csak egy darabig. Az optimális sorbakötött cellák száma tehát 4.

Az elektrolízis során az elektródalemezek reakcióba léphetnek a vízzel az elektromos áram hatására, s a reakció által kivált anyagok belekerülhetnek a vízbe. Ez azt eredményezte, hogy már pár perces elektrolízis után is valamilyen barnás-zöldes habos anyag alakult ki a víz felszínén, de legalább két-három centiméter vastagságban, ami aztán az elektródalemezek közé kerülve megváltoztatta a víz ellenállását.

12. ábra: Az anódon megjelenő oxigén korrodálja a lemezek széleit és a csatlakozókat.

A hatásfokot befolyásoló tényezők

Számos tényező befolyásolja az elektrolízis hatásfokát, beleértve:

Corolla elektromos ablak beépítés

Elektróda anyaga: A saválló lemezek használata elengedhetetlen a korrózió elkerülése érdekében.
Víz tisztasága: A tiszta esővíz használata jobb hatásfokot eredményez, mint a csapvíz.
Elektrolit típusa és koncentrációja: A NaOH használata a só helyett stabilabb elektrolízist eredményez. Az optimális koncentráció 100-110 ml 15%-os NaOH oldat liter esővízhez.
Elektródák közötti távolság: A kisebb távolság (1 mm) nagyobb áramot és jobb hatásfokot eredményez.
Cellák elhelyezkedése: A függőleges helyzetben a gázok könnyebben elhagyják az elektródák felületét, ami jobb hatásfokot biztosít.
Cellák sorbakapcsolása: Az optimális sorbakötött cellák száma 4.