Ŝparo de Sincrona Maŝino Uzanta Ĉoppern

Enhavo

• Sincrona maŝino uzanta ĉopilon: Funkcioprinicipo

• Plua evoluo de sincrona maŝino uzanta ĉopilon

• Konkludo pri sincrona maŝino uzanta ĉopilon

Ĉefaj lernoj:

• Difino de ekscitadokontrolo: Ekscitadokontrolo estas difinita kiel la administriĝo de la DC-kampa ekscito en sincrona maŝino por kontroli ĝian funkcion.

• Funkcioprinicipo: La funkcioprinicipo de sincrona maŝino uzanta ĉopilon implicas la ŝtupigon de la voltaĝo kaj ĝian kontrolo per PWM-signaloj por atingi la deziratan eksciton.

• Avantaĝoj de ĉopilo: Uzo de ĉopilo por ekscitadokontrolo ofertas altan efikecon, kompaktan grandon, glatan kontrolon, kaj rapidan respondon.

• Komponantoj en ĉopilcirkvito: Klavaj komponantoj inkluzivas MOSFET, plusedankvanta modulasignalo, rektifikilo, kondensatoro, induktoro, kaj protektaj aparatoj kiel MOV kaj fusilo.

• Estontaj plibonigoj: Estontaj evoluoj povas inkluzivi fermitan cirkvitan kontrolon por variablaj ŝarĝoj kaj precizaj komponantoj por plibonigi la funkcion kaj redukti temperaturajn efektojn.

Sincrona maŝino estas diverskapabla elektra maŝino uzata en diversaj kampoj, kiel generado de energio, konstanta rapido, kaj potencfaktorkorekto. Potencfaktoro estas regita per administriĝo de la DC-kampa ekscito. Ĉi tiu tezo fokusas sur tian efikan kontrolon de la kampa ekscito de sincrona maŝino.

Konvenciaj DC-ekscitmetodoj konfrontas raftegajn kaj mantenan problemon pro glitringoj, bruŝoj, kaj komutantaro, speciala kiam alternatoro valoroj pligrandigas. Modernaj ekscitsistemoj celas redukti ĉi tiujn problemojn per minimumigo de nombro de glitkontaktoj kaj bruŝoj.

Ĉi tiu tendenco kondukis al la evoluo de statika ekscito uzanta ĉopilon. Modernaj sistemoj uzas semikonduktora komutadevice kiel diodo, tiristoroj kaj transistoroj. En potenca elektroniko, grandega kvanto de elektra energio estas procesigita, kun AC/DC-konvertiloj estante la plej tipaj device.

La potencintervalo kutime etendiĝas de dekoj al kelkcent vatioj. En industrio, komuna aplikiĝo estas la variabla rapideckontrolilo uzata por kontroli la rapidon de indukta motoro. Potenckonvertadsistemoj estas klasifikitaj laŭ iliaj eniga kaj eliga potenctipoj.

• AC al DC (rektifikilo)

• DC al AC (inversilo)

• DC al DC (DC al DC konvertilo)

• AC al AC (AC al AC konvertilo)

Ĝi traktas ambaŭ turniĝajn kaj statikajn ekipaĵojn por la generado, transdonado, utiligo de vastaj kvantoj de elektra potenco. DC-DC konvertilo estas elektronika cirkvito kiu konvertas fonton de rekta akurso de unu voltaĝo nivelo al alia.
Avantaĝoj de potenca elektronika konvertilo estas jenaj-

• Alta efikeco pro malalta perdo en potenca semikonduktora device.

• Alta fidindeco de potenca elektronika konvertilsistemo.

• Longa vivo kaj malpli da manteno pro manko de moviĝantaj partoj.

• Flexebleco en operacio.

• Rapida dinamika respondo kompare al elektromekanika konvertilo.

Ankaŭ estas kelkaj signifaj malavantaĝoj de potenca elektronika konvertiloj kiel la sekvaj-

• Cirkvito en potenca elektronika sistemo havas tendencon generi harmonojn en la provizosistemo kaj la ŝarĝocirkvito.

• AC al  DC kaj DC al AC konvertiloj operacias je malalta eniga potencfaktoro sub certaj operaciokondiĉoj.

• Regeneracio de potenco estas malfacila en potenca elektronika konvertilsistemo.

En ĉi tiu projekto, la meza voltaĝo trans la kampo de sincrona maŝino estas kontrolita uzante boost ĉopilon. Boost ĉopilo estas DC al DC konvertilo kiuj provizas pli altan kontrolitan eligan voltaĝon el fiksita eniga DC-voltaĝo.

MOSFET estas potenca elektronika semikonduktora device kiu estas kompleta kontrolita switch (switch kies enigo kaj eligo ambaŭ povas esti kontrolitaj). MOSFET estas uzata kiel la komutada device en ĉi tiu Boost ĉopilcirkvito. La gate terminalo de MOSFET estas driva per plusedankvanta modulasignalo (PWM). Kiu estas generita per mikrokontrolilo. La provizovoltaĝo de la ĉopilo estas prenita el diodobrida rektifikilo per konverto de unufaza AC/DC.

Ĉi tiu skemo de kampa ekscitadokontrolo estas ekstreme efika kaj kompakta grando, pro la envolviĝo de potenca elektronika cirkvito. En multaj industria aplikoj, kiel reaktivapotenco kontrolado, potencfaktoro plibonigo de transdonlinio necesas ŝanĝi kampan eksciton.

Ĉi tiu drive prenas potencon el fiksita DC-fonto kaj konvertas ĝin al variabla DC-voltaĝo. Ĉopilsistemoj ofertas glatan kontrolon, altan efikecon, pli rapidan respondon kaj regeneradan eblecon. Bazical ĉopilo povas esti konsiderata kiel DC ekvivalento de AC-transformilo ĉar ili kondutas idente. Ĉar ĉopilo envolvas unu stapon konverton, ili estas pli efikaj.

Funkcioprinicipo de Sincrona Maŝino Uzanta Ĉopilon

Por kompreni detalojn de projektplano konsideru ĉi tiun blokdiagramon sube:

El la supra diagramo ni povas diri ke por 230V-enigo de plenonda rektifikilo la eliga voltaĝo estas 146 (aproks.) la kampan voltaĝo de la maŝino estas 180V do ni devas ŝtupigi la voltaĝon tra la ŝtupiga ĉopilo. Nun la adaptita DC-voltaĝo estas alportita al la kampo de la sincrona maŝino. La eliga voltaĝo de la ĉopilo povas esti ŝanĝita per ŝanĝado de la duonperioda proporcio por tiu celo ni devas faru pulsgeneratoron de regulebla pulsbreto, kaj ĉi tio povas esti farita per helpo de mikrokontrolilo.

En mikrokontrolilo per komparo de hazarda sekvenca signalo kun konstanta magnitudo ni povas generi pulssignalon sed por eviti ŝarĝefekton estas konsileble elektra izolado fari tion ni uzas optokuplilo. Kondensatoro estas uzata en la ĉopilcirkvito por forigi la ondumon el la eliga voltaĝo. Estis simulite ke la induktoro kiu estas uzata en la ĉopilcirkvito devus kapabli pritrakti 2-3 A de akuro dum la mallongcirkvperiodo. Krom la dezirata eliga voltaĝo, ni ankaŭ devas disegni la cirkviton tiel ke ĝi povas resisti iun ajn erarkondiĉon.

• Por supervoltaĝprotektado, ni uzos metaloksidvaristorojn (MOV) kies rezisto dependas de la voltaĝo.

• Por superakurprotektado, ni povas uzi unuan aktantan akurlimitan fusilon.

Por plibonigi la kvaliton de la ondformo ni povas uzi filtcirkvito bazical L aŭ LC filtro je la eligo de la bridrektifikilo. La diodo kiu estas uzata devus havi malpli da inversa restempo ĉi tie ni povas uzi rapidrestempondiodon.

Valoroj de cirkvitkomponantoj kiuj estas uzitaj

Eniga DC-voltaĝo = 100V
Pulsvoltaĝo = 10V, Duonperioda proporcio = 40%
Ĉopilfrekvenco = 10 KHz
R = 225 ohmo (kiel kalkulita el la maŝinvaloroj)
L = 10mH
C = 1pF

Datumoj ricevitaj el la eligo
Eliga voltaĝo: 174 V (meza)
Ŝarĝakuro: 0.775 A (meza)
Fontakuro: 0.977 A

Plua Evoluo de Sincrona Maŝino Uzanta Ĉopilon

Ankorau estas multe spaco por estonta evoluo kiu plibonigos la sistemon kaj pligrandigos ĝian biznesvaloron.

Fermita cirkvita kontrolado

Aplikaj areoj kie la uzanto traktas variablan ŝarĝon, bezonas fermitan cirkvitkontrolskemon por pritrakti konstantan eksciton. Referencvoltaĝo kaj reala eliga voltaĝo estos komparitaj unue kaj erarsignalo estas generita. Ĉi tiu erarsignalo decidados la duonperiodan proporcion de la ĉopilo.

Malpliiĝo de temperaturaj efektoj

Uzo de preciza kondensatoro, komutadiodo definitive povas plibonigi la funkcion, sed ili kostos pli por la projekto.

Konkludo pri Sincrona Maŝino Uzanta Ĉopilon

En nia projekto, ni disegnis kaj realigis ekonomian kaj faciluzendan ekscitadokontrolilon uzante ĉopilon. La celataj uzantoj de la sistemo estas industrioj bezonantaj glatan, efikan kaj malgrandan kontrolilon kiu donas larĝan intervalon de voltaĝovario. Tiu tipo de projekto vere utilas en la industrijaroj de disvolvaj landoj kiel Hindio, kie energikrizo estas granda zorgo.

Ni lernis multe tra la projekto. Ni ricevis lecionon pri teamlaboro, koordinado, liderado dum pasado tra diversaj fazoj de la projekto. Ni estis defiitaj per la komplekseco de la teknologioj neceseblaj por konstrui la sistemon. Ĉi tio helpis nin rilati kaj apliksi la teoriajn sciojn kiujn ni ricevis en inĝenierkurso.

Neniu el ni havis sperton pri elektraj kontroladoj de motoro antaŭ la projekto. Ni bezonis rapide lerni malsamajn konceptojn kaj teknikojn kaj apliksi ilin en la sistemo. La projekto ankaŭ proponis ŝancan por ni akumuli sperton en pulssignalgenerado kaj potenca MOSFET kontrola areo. Ĉi tiu projektespero graveme enriĉigis nian scion kaj afilis niajn teknikajn kapablojn.