Απομακρυσμένος Έλεγχος Κινητήρα Επαγωγής Μέσω Internet Με Χρήση Διατάξεων Μικροεπεξεργαστών (arduino & Rpi) Για Τη Χάραξη Χαρακτηριστικών Καμπυλών Ροπής-ταχύτητας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον απομακρυσμένο έλεγχοενός κινητήρα επαγωγής με την οδήγησή του να πραγματοποιείται από μιαιστοσελίδα. Επιπλέον, πραγματεύεται την εξαγωγή και χάραξη των χαρακτηριστικώνκαμπυλών της ροπής με την ταχύτητα του συγκεκριμένου κινητήρα. Η εργασία αυτήεκπονήθηκε στο Εργαστήριο Συστημάτων Ελέγχου Ηλεκτρικών Μηχανών τηςΣχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕθνικούΜετσόβιου Πολυτεχνείου.Εισάγεται η έννοια της επαγωγικής μηχανής, με επικέντρωση στον ασύγχρονοκινητήρα. Γίνεται μια γενική αναφορά στα χαρακτηριστικά του, αναλύεται η δομήτου και αναφέρονται βασικές έννοιες, όπως το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, ηταχύτητα περιστροφής, η ολίσθηση. Έπειτα, παρουσιάζεται η σχεδίαση τουισοδύναμου κυκλώματος του ηλεκτροκινητήρα, μελετάται το διάγραμμα ροής ισχύοςκαι αναλύεται ο βαθμός απόδοσής του. Επίσης, χαράσσονται και αναλύονται οιχαρακτηριστικές καμπύλες της εν λόγω μηχανής.Επιπλέον, ορίζονται οι κυκλωματικές διατάξεις της εργαστηριακήςεφαρμογής, οι οποίες με την κατάλληλη μεταξύ τους σύνδεση συνεισφέρουν στοναπομακρυσμένο έλεγχο του κινητήρα επαγωγής μέσω του internet. Παρουσιάζονταιοι έννοιες του αντιστροφέα (inverter) και του ανορθωτή (rectifier), και αναλύονται οιμικροεπεξεργαστές Arduino και Raspberry Pi η χρήση των οποίων ολοκληρώνει τηνεπικοινωνία της μηχανής με το διαδίκτυο.Στη συνέχεια, ακολουθεί το πειραματικό μέρος της εργασίας. Πρώταεγκαθίσταται ο κινητήρας επαγωγής στην είσοδο του οποίου συνδέεται οαντιστροφέας (inverter), ο οποίος με τη σειρά του συνδέεται με τουςμικροεπεξεργαστές. Έτσι απ’ τη μια μεριά είναι δυνατή η διαχείριση του συστήματοςώστε ο κινητήρας να οδηγηθεί μέσω του internet. Απ’ τη μεριά της εξόδου τουκινητήρα συνδέεται σε σειρά μια γεννήτρια συνεχούς ρεύματος, έχοντας ως κύκλωμαδιέγερσης τον ανορθωτή (rectifier), και τοποθετείται στους εξωτερικούς ακροδέκτεςωμικό φορτίο. Σε όλη την έκταση της εργαστηριακής διάταξης συνδέονται όργαναγια την καταγραφή των ηλεκτρικών μεγεθών. Αρχικά γίνονται μετρήσεις κενούφορτίου και στη συνέχεια με φορτίο. Οι συνθήκες του πειράματος αλλάζουν μέσωτης ιστοσελίδας www.efc.hopto.org μεταβάλλοντας τη συχνότητα λειτουργίας τουσυστήματος. Από τις καταγεγραμμένες μετρήσεις δημιουργήθηκαν οι γραφικέςπαραστάσεις ροπής-ταχύτητας για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τοναπομακρυσμένο έλεγχο των ασύγχρονων κινητήρων.Τέλος, συνοψίζονται τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας καιγίνεται αναφορά σε μελλοντικές επεκτάσεις.