Ward Leonard-hajtás

Ez a szócikk a hajtásról szól. Hasonló címmel lásd még: Ward Leonard-rendszer.

A Ward Leonard-hajtás az egyik legáltalánosabban használt hajtás volt egyenáramú hajtómotorok számára. Az első Ward Leonard-hajtással üzemelő mozdonyt 1891-ben helyezték üzembe. Sokáig ez volt az egyetlen hajtástípus, ahol a motorok fordulatszámát széles tartományban, fokozatmentesen lehetett szabályozni. Mára az elektronikus hajtások szinte teljesen kiszorították.

Működése

[szerkesztés]
A Ward Leonard-hajtás egy lehetséges megvalósításának vázlata
Az M motor meghajtja a 2 főgenerátort és a 3 gerjesztőgenerátort. A 2 generátor kimeneti feszültségét az 5 szabályozó ellenállás segítségével a gerjesztőáram nagyságával szabályozza Az Ua feszültség kapcsolódik a 4 motor kapcsaira, amelynek fordulatszáma az Ua feszültségtől függ
Tatra T2 és Tatra T3 villamosok Ward Leonard-hajtásának motorgenerátor gépcsoportja

A hajtás egy motor által hajtott egyenáramú generátorból és egy egyenáramú motorból áll. A generátort a motor állandó (vagy közel állandó) fordulatszámmal hajtja. A hajtás szabályozása a generátor gerjesztésének szabályozásával történik.

A generátort meghajtó motor a rendelkezésre álló lehetőségeknek megfelelően lehet:

Hatásfokának minőségi elemzése

[szerkesztés]

A hajtás hatásfoka a részt vevő gépek hatásfokának szorzata: ή=ή1ή2ή4 (A gerjesztő gép teljesítménye jó közelítéssel elhanyagolható) Mivel a hajtást alkotó gépek teljesítménye közel azonos, ezért a hatásfokuk is nagy mértékben hasonló, ezért a ή=ή13 közelítéssel lehet élni. Névleges teljesítményű üzemnél gépenként 95% hatásfokot feltételezve a hajtás hatásfoka ή=0,953=0.857 Alacsony fordulaton névleges nyomatékkal terhelve a hajtást, a 2 generátor gerjesztése alacsony, tehát a vasvesztesége[1] alacsony, azonban a névleges árammal van terhelve, tehát a rézvesztesége megegyezik a névleges üzemben jelentkező rézveszteséggel.[2] A 4 motor gerjesztése állandó, tehát a vasvesztesége megegyezik a névleges üzemben mérttel, a névleges nyomaték miatt a motor árama névleges tehát a rézveszteségről ugyan ez mondható el, így a motor teljes vesztesége megegyezik a névleges üzemben mérttel.

Az 1 generátor terhelése alacsony, ezért az árama is a névleges alatt marad, így a rézvesztesége alacsony, azonban mivel a táplálófeszültsége állandó a vasvesztesége megegyezik a névleges terhelésen mérttel. A fentiekből látszik, hogy részterheléskor a hajtás hatásfoka jelentősen romlik a névleges üzemhez képest.

Összehasonlítása az elektronikus motorvezérléssel

[szerkesztés]

Az elektronikus hajtás előnyei

[szerkesztés]
  • Kisebb méret
  • Kiegyensúlyozottabb hatásfok
  • Nincsenek a forgógépes gépcsoportból adódó rezgések
  • Kisebb melegedés (adódik a jobb hatásfokból)

A Ward Leonard-hajtás előnyei

[szerkesztés]
  • A forgógépes üzemből adódóan érzéketlen a betápláló hálózat tranziens és rövid idejű zavaraira
  • Szinkrongépes meghajtás esetén alkalmas a hálózaton fáziskompenzálásra

Felhasználási területei

[szerkesztés]

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ A vasveszteség a gép vastestében hővé alakuló teljesítmény. Alapvetően az örvényáramú és a hiszterézis veszteségből tevődik össze.
  2. ↑ A rézveszteség a gép tekercselésén hővé alakuló teljesítmény függetlenül a tekercselés anyagától
  3. ↑ Teljesítményelektronika (magyar nyelven). [2016. március 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. szeptember 9.)
  4. ↑ Termék ismertető (magyar nyelven). [2016. március 5-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. szeptember 9.)
  5. ↑ DUNAFERR Műszaki Gazdasági Közlemények 2007/2. (magyar nyelven). [2012. február 2-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. szeptember 9.)

Források

[szerkesztés]