Kontrola bužoljanja sinhronog stroja pomoću prekidača
Sadržaj
Princip rada sinkronog stroja koristeći čoper
Daljnji razvoj sinkronog stroja koristeći čoper
Zaključak o sinkronom stroju koristeći čoper
Ključni naukovi:
Definicija upravljanja pobudom: Upravljanje pobudom definirano je kao upravljanje DC poljem pobude u sinkronom stroju kako bi se kontrolirala njegova performansa.
Princip rada: Princip rada sinkronog stroja koristeći čoper uključuje povećanje napona i njegovo upravljanje putem PWM signala kako bi se postigla željena pobuda.
Prednosti čopera: Korištenje čopera za upravljanje pobudom nudi visoku učinkovitost, kompaktnu veličinu, gladko upravljanje i brzu reakciju.
Komponente u šemu čopera: Ključne komponente uključuju MOSFET, signal širine impulsa, diodni most, kondenzator, induktor i zaštitne uređaje poput MOV i prekidača.
Buduće unapređenje: Budući razvoji mogu uključivati zatvoreno upravljanje za promjenljive opterećenja i precizne komponente kako bi se poboljšala performansa i smanjili temperature.
Sinkroni stroj je sveukupan električni stroj korišten u raznim područjima, poput proizvodnje energije, održavanja konstantne brzine i ispravljanja faktora snage. Ispravljanje faktora snage vrši se upravljanjem DC poljem pobude. Ova disertacija fokusira se na to kako možemo učinkovito upravljati poljem pobude sinkronog stroja.
Konvencionalne metode DC pobude suočavaju se s problemima hlađenja i održavanja zbog klizača, štapa i komutatora, posebno kako alternatorski kapaciteti porastu. Moderne sustave pobude ciljaju smanjiti te probleme minimiziranjem broja kliznih kontakti i štapova.
Ova tendencija dovela je do razvoja statičke pobude koristeći čoper. Moderne sustave koriste poluprovodničke prekidače poput dijoda, tiristora i tranzistora. U elektronici snage, obraduje se značajan iznos električne energije, a najčešći uređaji su AC/DC pretvarači.
Snaga obično raspon od desetaka do nekoliko stotina vata. U industriji, često se koristi varijabilni pogonski pogon za kontrolu brzine indukcijskog motora. Sustavi pretvorbe snage klasificiraju se prema tipu ulazne i izlazne snage.
AC na DC (diodni most)
DC na AC (inverter)
DC na AC (DC na DC pretvarač)
AC na AC (AC na AC pretvarač)
Bavi se i rotirajućim i statičkim opremom za proizvodnju, prijenos i korištenje velikih količina električne snage. DC-DC pretvarač je elektronička šema koja pretvara izvor pravokutnog struja s jedne naponske razine na drugu.
Prednosti pretvarača elektroničke snage su sljedeće-
Visoka učinkovitost zbog male gubitaka u poluprovodničkim uređajima.
Visoka pouzdanost sustava pretvorbe elektroničke snage.
Duga životnost i manje održavanje zbog odsustva pokretnih dijelova.
Pružnost u radu.
Brza dinamička reakcija u usporedbi s elektromehaničkim sustavom pretvorbe.
Postoje i značajne nedostatke pretvarača elektroničke snage, poput sljedećih-
Šeme u elektronici snage imaju tendenciju generirati harmonike u sistemu snabdijevanja i u šemi opterećenja.
AC na DC i DC na AC pretvarači rade na niskom ulaznom faktoru snage pod određenim uvjetima rada.
Regeneracija snage je teška u sustavima pretvorbe elektroničke snage.
U ovom projektu, prosječni napon na polju sinkronog stroja kontrolira se koristeći boost čoper. Boost čoper je DC na DC pretvarač koji daje veći kontrolirani izlazni napon od fiksne ulazne DC naponske razine.
MOSFET je poluprovodnički elektronički uređaj koji je potpuno kontrolirani prekidač (prekidač čiji se uključivanje i isključivanje mogu kontrolirati). MOSFET koristi se kao prekidač u ovoj shemi boost čopera. Terminal vrata MOSFET-a pokreće se pulsirajućim signalom širine impulsa (PWM), koji se generira pomoću mikrokontrolera. Napon snabdijevanja čopera uzima se od diodnog mosta pravokutnog pretvaranja jednofaznog AC/DC.
Ova shema upravljanja pobudom je izuzetno učinkovita i kompaktna, zbog uključenja elektronike snage. U mnogim industrijskim primjenama, poput kontrole reaktivne snage, ispravljanje faktora snage linije prijenosa, potrebno je promijeniti pobudu polja.
Ovaj pogon uzima snagu od fiksiranog DC izvora i pretvara je u varijabilni DC napon. Sustavi čopera nude gladko upravljanje, visoku učinkovitost, brzu reakciju i mogućnost regeneracije. U osnovi, čoper se može smatrati DC ekvivalentom AC transformatora, jer se ponašaju identično. Budući da čoper uključuje jednu etapu pretvorbe, ovi su učinkovitiji.
Princip rada sinkronog stroja koristeći čoper
Da bismo razumjeli detalje plana projekta, razmotrimo sljedeći blok dijagram:
Iz gornjeg dijagrama možemo reći da za 230V ulaz cijelog vala pravokutnog pretvaranja izlazni napon iznosi 146 (približno) napon polja stroja iznosi 180V, pa moramo povećati napon putem step-up čopera. Sada prilagođeni DC napon prenosi se na polje sinkronog stroja. Izlazni napon čopera može se mijenjati mijenjanjem dužine impulsa, što možemo učiniti generiranjem pulsnog signala s promjenjivom širinom impulsa, što možemo učiniti pomoću mikrokontrolera.
U mikrokontroleru, uspoređivanjem slučajnog sekvenčnog signala s konstantnom magnitudom, možemo generirati pulsnog signala, ali kako bismo izbjegli efekt opterećenja, preporučljivo je električku izolaciju, što možemo učiniti pomoću optokupca. Kondenzator koristi se u šemu čopera kako bi se uklonile fluktuacije iz izlaznog napona. Simulirano je da induktor koji se koristi u šemu čopera treba biti sposoban obrađivati 2-3 A struja tijekom kraćeg perioda kruga. Pored željenog izlaznog napona, trebali bismo dizajnirati šemu tako da može izdržati bilo kakve greške.
Za zaštitu od previsokog napona, koristit ćemo metalne oksidne varistore (MOV) čija otpornost ovisi o nap
