Txinketan Kontrola Sinkronoaren Maquinariarentzat Erabiliz Chopper-a
Edukietak
Sinkrono maquinaren oinarriko printzipioa txopadun erabiliz
Sinkrono maquinaren garapena txopadun erabiliz
Sinkrono maquinaren konklusioa txopadun erabiliz
Oinarrizko ikaskuntzak:
Excitazio kontrolaren definizioa: Excitazio kontrola sinkrono maquinan DC eremua kudeatzea da, bere prestazioak kontrolatzeko.
Oinarriko printzipioa: Sinkrono maquinaren oinarriko printzipioa txopadun erabiliz egiten da tensioa altuagotzeko eta PWM senalekin kontrolatuz excitazio desideratuari heltzeko.
Txopadunaren abantailak: Txopadun erabiliz excitazioa kontrolatzeak errendamendu altua, tamaina txikia, kontrola leuna eta erantzun azkarra eskaintzen ditu.
Txopadun zirkuituko osagai nagusiak: Osagai garrantzitsuak MOSFET bat dira, pulse width modulation senala, rektifikadorea, kondentsadorea, induktoreak eta MOV eta fusa bezalako babes elementuak.
Garapenetako aurrerapenak: Aurrerapenetan iturritasuneko kontrolo itxiak gehi goi-karga eta prezisio-elementuak prestazioa hobetzeko eta tenperatura efektuak murrizteko egin daitezke.
Sinkrono maquina elektriko polivalentea da, energia sortzean, abiadura konstante mantentzean eta faktor potencia korrektzioan erabiltzen dena. Faktor potencia kontrola DC eremuen excitaziora eginez egiten da. Lan hau sinkrono maquin baten excitazioa nola kontrol dezakegu modu efizienteagoan zentratzen da.
DC excitazio metodo tradizionalak arazo termikoak eta mantentza-arazoak izaten dituzte, hurrengo kontaktuak eta brushak, alternatorren kalifikazio handiagoekin. Sistem modernoak arazo horiek murrizteko helburu du, kontaktu deslizagarrien eta brushen kopurua gutxituz.
Trende hau statiko excitazioa garatzen du, txopadun erabiliz. Sistem modernoak semiconductor aldaketarako gailuak erabiltzen dituzte, diode, thyristors eta transistors bezalakoak. Elektronika industrikoan, askozko energia elektriko prozesatzen da, AC/DC aldatzaileak dira ohiko gailuak.
Industria aplikazio arrunta abiadura aldakorra kontrolatzeko induction motor-ra dago. Energia aldatzaile sistema klase batzuk input eta output potentzi moten arabera daude.
AC to DC (rectifier)
DC to AC (inverter)
DC to DC (DC to DC converter)
AC to AC (AC to AC converter)
Bihurketak eta erabilpenak barne, energia elektriko handia maneiatzen du. DC-DC konbertsorea elektronikoa da, tensio DC bat beste mailara aldatzen duena. Potentzia elektroniko konbertsoreen abantailak hauek dira:
Errendamendu altua semiconductore elektronikoetako galera txikiagatik.
Potentzia elektroniko sistemaren fidagarritasuna handia.
Bizitza luzea eta mantentza gutxi mugimendu gabeko osagaitik.
Erabilera oso adina.
Erantzun dinamikoa azkarra elektromekanikoarekin alderatuta.
Potentzia elektroniko konbertsoreei dagokien alde negatibo garrantzitsuak hauek dira:
Potentzia elektroniko sistemaren zirkuituak harmonikoak sortzen dituzte itsasontzi sistematan eta karga zirkuituan.
AC to DC and DC to AC konbertsoreak operatzen dira faktor potencia baxuan zehar zenbait egoeran.
Potentzia regenerazioa zaila da potentzia elektroniko sistemetan.
Proiektu honetan, sinkrono maquinaren eremuaren batezbesteko tensioa boost txopadunez kontrolatzen da. Boost txopadun bat DC to DC konbertsorea da, input DC tensio finkotik output tensio kontrolatua altuagoa ematen duena.
MOSFET bat potentzia elektroniko semiconductor gailua da, kontrolatu den sakelaria (sakelariaren aktibazioa eta desaktibazioa kontrol daitezke). MOSFET Boost txopadun zirkuituan sakelaria erabiltzen da. MOSFET-ren gate terminala pulse width modulation (PWM) senalekin agintzen da, microcontrolerraren bidez sortutako. txopadun-aren tensioa diode bridge rectifier baten bidez hartzen da, fase bakarreko AC/DC bihurtuta.
Esaldi honek excitazio kontrola oso efizientea eta tamaina txikia izango da, potentzia elektroniko zirkuituaren bitartez. Industrian, potencia reaktiboko kontrola, potencia faktorea hobetu, transmisio lerro-n excitazioa aldatu beharrezkoa da.
Gaita hau DC iturri finkotik hartzen du eta aldatzen du DC tensio aldaezina. Txopadun sistemak kontrola leuna, errendamendua altua, erantzun azkarra eta regenerazio aukera eskaintzen ditu. Ondoren, txopadun bat AC transformadorearen baliokidea izan daiteke, berdintasun berean jardutean. Txopadunak konbertsio estandarra duenez, hobe prestatzen dira.
Sinkrono maquinaren oinarriko printzipioa txopadun erabiliz
Proiektuaren planaren xehetasunak ulertzeko, jarraituz hemen dagoen bloke-diagrama:
Diagrama hauetan, 230V input osoko ondoan tensioa 146 (Aprox.) da, maquinaren eremu-tensioa 180V denez, step up txopadun baten bidez tensioa altuagotu behar da. Orain, DC tensio doituak sinkrono maquinaren eremura eman da. Txopadunaren output tensioa aldatu daiteke dutzi-maila aldatuz, horretarako, pulse generator bat egin behar da, microcontrolleren laguntzaz.
Microcontrolleren bidez, magnitude konstante bat sekuentzia aleatorio batekin alderatuz, pulse signal bat sortu daiteke, baina carga-efektuak saihesteko, optokupler bat erabili behar da. kondentsadorea txopadun zirkuituan erabili da output tensioko ripple-a kendu ahal izateko. Simulatu da induktoreak txopadun zirkuituan 2-3 A korrontea kudeatzeko ahalmena izan behar duela. Gainontzeko, output tensio desideratuarengandik, zirkuitua diseinatu behar da arazo edozeinetan ahalbidetu ahal izateko.
Tension altuagorako babesa, metal oxide varistors (MOV) erabiliko ditugu, resistance-a tensioaren arabera aldatzen duena.
Korronte altuagorako babesa, lehenengo aktibatzen diren current limiting Fuse erabiliko ditugu.
Forma-onda hobetzeko, filtro zirkuitua erabil daiteke, L edo LC filtroa, ponts rectifierren outputean. Diodeak, reverse recovery time gutxi duena izan behar da, hemen fast recovery diode erabil daiteke.
Zirkuituko osagaien balioak erabilitakoak
Input DC Voltage = 100V
Pulse voltage = 10V, Duty = 40%
Chopping frequency = 10 KHz
R = 225 ohm (As calculated from the machine rating)
L = 10mH
C = 1pF
Output datuak
Output voltage: 174 V (Average)
Load current: 0.775 A (Average)
Source current: 0.977 A
Sinkrono maquinaren garapena txopadun erabiliz
Oraindik ere, sistemak hobetzeko espazio handia dago, eta bere balio bizilagunari gehitu ahal izango da.
Itxi kontrola
Goiko-karga aldatzen dituzten aplikazioetan, excitazio konstantea mantentzeko kontrol itxi esquema beharrezkoa da. Erreferentzia tensioa eta output tensio erreala alderatuko dira lehenik, eta errore senala sortuko da. Errore senalak txopadun-aren dutzi-maila erabakituko du.
Tenperatura efektuak murriztea
Precision capacitor eta switching diode erabiliz prestazioa hobetu daiteke, baina kostu gehigarria sortuko dute proiektuari.
Sinkrono maquinaren konklusioa txopadun erabiliz
Gure proiektuan, kostu txikia eta erabiltzaile-garbia den excitazio kontrolagailu bat diseinatu eta implementatu dugu. Sistema erabiltzaile-targetak industrietan dira, kontrolagailu txiki, efiziente eta leuna behar dutenak, tensio-alterazio maila zabaltasuna eskaintzen dutenak. Proiektu mota hau India bezalako herrialdeetan, non energia-krisketa garrantzitsua den, oso baliagarria izango da.
Proiektuan asko ikasi dugu. Talde-lana, koordinazioa, lidergoia irakasten dituzte gure lan-prozesuan. Sistema eraikitzeko beharrezko teknologia komplexuak erronka handia izan digu. Honek lagundu dizu teoria-ikasketak aplikatzeko.
Inongo esperientziarik ez genuen proiektuaren aurretik. Konzeptu eta teknika desberdinak azkar ikasi behar izan genuen eta aplikatu sistema honetan. Proiektuak gure pulse signal generation eta power MOSFET kontrol area-esperientzia handitzea aukera eman digu. Proiektu-hesperientzia honek gure euskalduna eta teknikak afina ditu.
