Sinxron mashinining chopper yordamidagi aylanma chet elonlashini boshqarish

Mazmuniy

• Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning ishlash printsipi

• Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning davriy rivojlanishi

• Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning xulosa

Asosiy o'quvlar:

• Gimmatlash boshqarmani ta'riflamasi: Gimmatlash boshqarmani sinkron mashina bo'lgan jarayonda DC maydon gimmatlashini boshqarish orqali uning ish rejimini nazorat qilish deb ta'riflanadi.

• Ishlash printsipi: Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning ishlash printsipi shu kabi PWM signal yordamida voltajni oshirish va kontroll qilish orqali istalgan gimmatlashni ta'minlashga qaratilgan.

• Chopperning afzalliklari: Chopperdan foydalanilgan gimmatlash boshqarmani juda samarali, kompaktni hajmi, yumshoq boshqarish va tezkor javob berish imkoniyatlarini ta'minlaydi.

• Chopper shemasi bo'lgan komponentlar: Asosiy komponentlar MOSFET, puls eni modulyatsiya signali, diod, kondensator, induktor va MOV va fuze kabi himoya vositalari.

• Kelingchi rivojlanishlar: Kelingchi rivojlanishlar o'zgaruvchan yuk uchun yopiq tsikl boshqarmani va aniqlik komponentlarini ishlatish orqali ish rejimini yaxshilash va harorat ta'sirini kamaytirishni o'z ichiga oladi.

Sinkron mashina - bu elektr energiyasini ishlab chiqarish, doimiy tezlikni saqlash va quvvat faktorini to'g'rilash uchun turli sohalarda ishlatiladigan ko'plab vazifalarni bajaruvchi elektr mashina. Quvvat faktori boshqarish DC maydon gimmatlashini boshqarish orqali amalga oshiriladi. Bu dissertatsiya effektiv ravishda sinkron mashinaning maydon gimmatlashini boshqarish usullarini o'rganishga qaratilgan.

Aniqlik DC gimmatlash usullari slip ring, brush va kommutatorlar sababli tuzalish va texnik xizmat muammolarga duch keladi, ayniqsa alternator reytingi oshganda. Zamonaviy gimmatlash sistemlari bu muammolarni aralashishlar sonini va brushlar sonini kamaytirish orqali hal etishga intiladi.

Bu tendentsiyaning natijasida chopper dan foydalanib statik gimmatlash rivojlandi. Zamonaviy sistemlarda poluprovodnik ushlovchi qurilmalar, masalan, diod, tiristorlar va transistorlar ishlatiladi. Elektr energetika sohasida AC/DC konverterlar kabi qurilmalar eng tipikal qurilmalar hisoblanadi.

Energiya intervali obychno dekadlardan yuzgardon vatka yetadi. Sanoatda induksiya motori tezligini boshqarish uchun o'zgaruvchan tezlik drive qurilmalari keng tarqalgan. Quvvat konvertatsiya sistemlari ularning kirish va chiqish quvvat turlari bo'yicha sinflandiriladi.

• AC to DC (rectifier)

• DC to AC (inverter)

• DC to AC (DC to DC converter)

• AC to AC (AC to AC converter)

Bu tarkibda aylanma va statik uskunalarni elektr energiyasini ishlab chiqarish, uzatish va foydalanish uchun katta hajmda ishlatiladi. DC-DC konverter - bu elektronika skhemasi, bu skhema bir voltaj darajasidan boshqa darajaga to'g'ri chiqaruvchi qurilma. Quvvat elektronika konverterlarining afzalliklari quyidagilardir:

• Quvvat poluprovodnik qurilmalarda kam yo'qotilish sababli yuqori samaradorlik.

• Quvvat elektronika konverter sistemasining yuqori ehtiyotkorlik.

• Harakat qiluvchi qism yo'q bo'lganligi sababli uzun omillik va kam texnik xizmat.

• Ishlash rejimi uchun moslashuvchanlik.

• Elektromexanik konverter sistemasiga nisbatan tezkor dinamik javob berish.

Quvvat elektronika konverterlari uchun ham ba'zi muhim kamchiliklari mavjud, masalan:

• Quvvat elektronika sistemadagi skhemalar talab qiluvchi sistemasida va yuk skhemasida garmonikani yaratishga meyllikka ega.

• AC to DC va DC to AC konverterlar aniq ish rejimlari uchun kam quvvat faktori bilan ishlaydi.

• Quvvat elektronika konverter sistemasida quvvat qaytarish qiyin.

Ushbu loyihada sinkron mashinaning maydon voltajining o'rtacha qiymati chopper yordamida boshqariladi. Chopper - bu DC to DC konverter, bu skhema belgilangan kirish DC voltajidan yuqori boshqariladigan chiqish voltajini ta'minlaydi.

MOSFET - bu poluprovodnik qurilma, bu qurilma to'liq boshqariladigan switch (uning yoqish va o'chirish hammasi boshqarilishi mumkin). MOSFET ushbu Boost chopper skhemasida ushlovchi qurilma sifatida ishlatiladi. MOSFETning shlyuz terminali mikrokontroller yordamida generatsiya qilingan puls eni modulyatsiya (PWM) signali bilan boshqariladi. Chopperning ta'minlash voltaji bir fazadan AC/DC ga o'tkazilgan diod most rectifierdan olinadi.

Bu maydon gimmatlash boshqarmani skhema quvvat elektronika skhemaning ishtiroki sababli juda samarali va kompaktni hajmi. Reaktiv quvvat boshqarish, quvvat faktori yaxshilash, uzatish liniyasi uchun maydon gimmatlashni o'zgartirish kerak bo'lgan ko'plab sanoat sohalarida ishlatiladi.

Bu drive belgilangan DC manbadan quvvat olib, uni o'zgaruvchan DC voltajga aylantiradi. Chopper tizimlari yumshoq boshqarish, yuqori samaradorlik, tezkor javob berish va quvvat qaytarish imkoniyatini ta'minlaydi. Asosan, chopper AC transformatorning DC ekvivalenti hisoblanishi mumkin, chunki ular bir xil tarzda ishlaydi. Chopper bitta bosqichli konversiyani amalga oshiradi, shuning uchun ular samaraliroq.

Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning ishlash printsipi

Loyiha rejasining tafsilotlarini tushunish uchun quyidagi blok diagrammani ko'rib chiqaylik:

Yuqorida berilgan diagrammadan, to'liq tomosha diodining 230V kirishida chiqish voltaji 146 (taxminan) bo'lganini, mashinaning maydon voltajining 180V bo'lishi sababli biz voltajni step up chopper orqali oshirishimiz kerak. Endi tuzatilgan DC voltaj sinkron mashinaning maydoniga taqdim etiladi. Chopperning chiqish voltajini duti sikl o'zgartirish orqali o'zgartirish mumkin, bu uchun biz o'zgaradigan puls eni bo'lgan puls generatorini tuzishimiz kerak, va bu mikrokontroller yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Mikrokontrollerda tasodifiy signal ketma-ketligini doimiy intensitet bilan solishtirib, puls signali yaratish mumkin, lekin yuklanish ta'siridan saqlanish uchun elektr alohadagi isolatsiya tavsiya etiladi, bu uchun Opto coupler ishlatiladi. Kondensator chopper skhemasida chiqish voltajidagi ripplelarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Modellashtirilgan induktor chopper skhemasida qisqa zanjir paytida 2-3 A tok bilan ishlash qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. Xohlagan chiqish voltajidan tashqari, biz skhemani har qanday xato holatlariga qarshi himoya qilish uchun tuzishimiz kerak.

• Yuqori voltaj himoyasi uchun, biz metallasdirilgan varistor (MOV) ishlatamiz, undagi qarshilik voltajga bog'liq bo'ladi.

• Yuqori tok himoyasi uchun, biz avval ishlaydigan tok cheklovi fuza ishlatishimiz mumkin.

Formani yaxshilash uchun biz filtrlash skhemasidan, asosan L yoki LC filtri most rectifierning chiqishida ishlatishimiz mumkin. Ishtirok etayotgan diod kam reversiv tiklash vaqtiga ega bo'lishi kerak, shuning uchun biz tez tiklanadigan diod ishlatishimiz mumkin.

Ishlatilgan skhema komponentlari qiymatlari

Kirish DC voltaji = 100V
Puls voltaji = 10V, Dut = 40%
Kesish chastoti = 10 KHz
R = 225 ohm (Mashina reytingidan hisoblanadi)
L = 10mH
C = 1pF

Chiqishdan olingan ma'lumotlar
Chiqish voltaji: 174 V (O'rtacha)
Yuk tok: 0.775 A (O'rtacha)
Manba tok: 0.977 A

Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning davriy rivojlanishi

Tizimni rivojlantirish va uning biznes qiymatini oshirish uchun hali ham ko'p joy bor.

Yopiq tsikl boshqarmani

Foydalanuvchi o'zgaruvchan yuk bilan ishlaydigan sohalarda, doimiy gimmatlashni saqlash uchun yopiq tsikl boshqarmani talab qiladi. Ma'lumot voltaj va haqiqiy chiqish voltaj solishtiriladi va xatolik signali yaratiladi. Bu xatolik signali chopperning duti siklini aniqlaydi.

Harorat ta'sirini kamaytirish

Aniqlik kondensator, ushlovchi diod ishlatish ish rejimini yaxshilashi mumkin, ammo ular loyiha narxini oshiradi.

Chopperdan foydalanilgan sinkron mashinaning xulosa

Bizning loyihada, biz chopperdan foydalanib, past narxli va foydalanuvchi dostligi buzilgan gimmatlash boshqarmanini tuzish va joriy etdik. Tizimning maqsadli foydalanuvchilari yumshoq, samarali va kichik boshqarmani talab qiladi, bu boshqarmaning keng voltaj variatsiyasini beradi. Bu turdagi loyiha Indiya kabi rivojlanayotgan mamlakatlarning sanoat sohalarida, energiya krizisi muhim ekanligi sababli juda foydali.

Biz loyiha orqali ko'p narsa o'rgandik. Biz loyiha rivojlanishining turli bosqichlaridan o'tishda jamoa ishi, muzojodlik, rahbarlik darsini o'rdik. Biz tizimni qurish uchun zarur bo'lgan texnologiyalarning murakkabligi bilan muammoga tug'ilishimiz kerak edi. Bu bizni inzhenerlik kursida olingan nazariy bilimlarni bog'liq qilish va ularni qo'llashga yordam berdi.

Bizning hech kimimiz loyiha oldidan elektronika boshqarmani bilan tanish emas edik. Biz tez-tez yangi konsepsiyalar va usullarni o'rganishimiz va ularni tizimga qo'llashimiz kerak edi. Loyiha bizga puls signali yaratish va quvvat MOSFET boshqarmani sohasida tajribaga ega bo'lish imkoniyatini berdi. Bu loyiha tajribasi bizning bilimimizni juda kengaytirib, texnik kasblarimizni takomillashtirdi.