Opwekkingbeheer van Sinchroniese Masjien Deur gebruik van Chopper

Inhoud

• Werkprinsipe van Sinkrone Masjien met Chopper

• Verdere Ontwikkeling van Sinkrone Masjien met Chopper

• Konklusie van Sinkrone Masjien met Chopper

Kerninsigte:

• Definisie van Opsporingsbeheer: Opsporingsbeheer word gedefinieer as die bestuur van die DC-veldopsporing in 'n sinkrone masjien om sy prestasie te beheer.

• Werkprinsipe: Die werkprinsipe van 'n sinkrone masjien wat 'n chopper gebruik, behels die verhoog van die spanning en die beheer daarvan deur middel van PWM-signalen om die gewenste opsporing te bereik.

• Voordelige van Chopper: Die gebruik van 'n chopper vir opsporingsbeheer bied hoë doeltreffendheid, kompakte grootte, gladde beheer, en vinnige reaksie.

• Komponente in Chopper-sirkel: Belangrike komponente sluit 'n MOSFET, pulswydtemodulasie-signalen, regtigeraar, kondensator, spoel, en beskermingsapparate soos MOV en veerklem in.

• Toekomstige Verbeteringe: Toekomstige ontwikkelinge kan geslote-lusbeheer vir veranderlike laste en presisiekomponente insluit om prestasie te verbeter en temperatuureffekte te verminder.

'n Sinkrone masjien is 'n verskeidenheid elektriese masjien wat in verskeie velde gebruik word, soos kragopwekking, konstante spoed handhawing, en kragfaktorkorreksie. Kragfaktor beheer word gedoen deur die DC-veldopsporing te bestuur. Hierdie tesis fokus op hoe doeltreffend ons die veldopsporing van 'n sinkrone masjien kan beheer.

Tradisionele DC-opsporingsmetodes ondervind koeling- en onderhoudsprobleme as gevolg van slipringe, pensels, en kommutators, veral as alternateur ratings verhoog. Moderne opsporingsisteme poog om hierdie probleme te verminder deur die aantal skyfkontakte en pensels te verminder.

Hierdie tendens het gelei tot die ontwikkeling van statiese opsporing deur chopper. Moderne sisteme gebruik halfgeleider skakelaars soos diode, thyristers en transistors. In krag-elektronika word 'n aansienlike hoeveelheid elektriese energie verwerk, met AC/DC-omsetters wat die mees tipiese toestelle is.

Die kragbereik strek tipies van tientalle tot verskeie honderde watt. In die nywerheid is 'n algemene toepassing die veranderlike spoed-aandrywing gebruik om die spoed van 'n induksiemotor te beheer. Kragomsettingsisteme word geklassifiseer volgens hul inset- en uitsetkragtipes.

• AC na DC (regtigeraar)

• DC na AC (omvormer)

• DC na AC (DC na DC-omsetter)

• AC na AC (AC na AC-omsetter)

Dit behandel beide roterende en statiese toerusting vir die opwekking, oordrag, en gebruik van groot hoeveelhede elektriese krag. 'n DC-DC-omsetter is 'n elektroniese sirkel wat 'n bron van direkte stroom van een spanning vlak na 'n ander omskakel.

Voordelige van krag-elektroniese omsetters is as volg-

• Hoë doeltreffendheid weens lae verlies in krag-halfgeleiders.

• Hoë betroubaarheid van krag-elektroniese omsetters.

• Lang lewen en min onderhoud weens die afwesigheid van bewegende dele.

• Vlugtigheid in operasie.

• Vinnige dinamiese reaksie in vergelyking met elektromeganiese omsetters.

Daar is ook 'n paar beduidende nadele van krag-elektroniese omsetters soos die volgende-

• Sirkels in krag-elektroniese stelsels het 'n neiging om harmoniese in die voedingssisteem sowel as die lasresirkel te genereer.

• AC na DC en DC na AC-omsetters funksioneer by lae inset kragfaktor onder sekere werksomstandighede.

• Regenerasie van krag is moeilik in krag-elektroniese omsetters.

In hierdie projek word die gemiddelde spanning oor die veld van 'n sinkrone masjien beheer deur 'n boost chopper. 'n Boost chopper is 'n DC na DC-omsetter wat 'n hoër beheerde uitsetspanning vanaf 'n vasgestelde inset DC-spanning verskaf.

MOSFET is 'n krag-elektroniese halfgeleider wat 'n volledig beheerde skakelaar is (een waarvan die aan-en af-skakeling beide beheer kan word). MOSFET word as die skakelaar in hierdie Boost chopper-sirkel gebruik. Die hektermyn van MOSFET word gedryf deur 'n pulswydtemodulasie (PWM) sein. Dit word gegenereer deur 'n mikrobestuurder. Die voedingspanning van die chopper is geneem van 'n diodebrugregtigeraar deur omskakeling van enkele fase AC/DC.

Hierdie skema van veldopsporingsbeheer is uitermate doeltreffend en kompak, as gevolg van die betrokkenheid van krag-elektroniese sirkels. In baie industriële toepassings, soos reaktiewe kragbeheer, kragfaktor verbetering van oorspanningslyn is dit nodig om die veldopsporing te verander.

Hierdie aandrywing neem krag van 'n vasgestelde DC-bron en omskakel dit na 'n veranderlike DC-spanning. Chopper-stelsels bied gladde beheer, hoë doeltreffendheid, vinniger reaksie en regenerasiefasiliteit. Eintlik kan 'n Chopper beskou word as die DC-ekwivalent van 'n AC-transformateur aangesien hulle op dieselfde manier optree. Aangesien choppers 'n een stadium omskakeling behels, is hulle meer doeltreffend.

Werkprinsipe van Sinkrone Masjien met Chopper

Om die details van die projekplan te verstaan, laat ons hierdie blokdiagram oorweeg:

Vanuit die bo-afbeelding kan ons sê dat vir 'n 230V-inset van 'n vol golfregtigeraar die uitsetspanning 146 (ongeveer) is, die veldspanning van die masjien is 180V, dus moet ons die spanning verhoog deur die verhoog chopper. Nou word die aangepaste DC-spanning gevoer na die veld van die sinkrone masjien. Die uitsetspanning van die chopper kan verander word deur die plooi te verander, om dit te doen, moet ons 'n puls-generator maak met 'n verstelbare puls-breedte, en dit kan gedoen word met die hulp van 'n mikrobestuurder.

In die mikrobestuurder kan ons 'n puls-sein gegenereer deur 'n ewekansige sekwensiesein met 'n konstante grootte te vergelyk, maar om die belastingseffek te vermy, is dit raadsaam om elektriese isolering toe te pas. Hiervoor gebruik ons 'n Opto-koppelaar. 'n kondensator is in die chopper-sirkel gebruik om die rippel van die uitsetspanning te verwyder. Dit is gesimuleer dat die spoel wat in die chopper-sirkel gebruik word, in staat moet wees om 2-3 A stroom te hanteer tydens die kortsluitperiode. Behalwe die gewenste uitsetspanning, moet ons ook die sirkel ontwerp sodat dit enige fouttoestande kan verdra.

• Vir oorspanningsbeskerming, sal ons metaaloxide-varistors (MOV) gebruik, waarvan die weerstand afhang van die spanning.

• Vir oorstroombeskerming, kan ons eerste-aksie stroombeperkende veerklemme gebruik.

Om die kwaliteit van die golfformaat te verbeter, kan ons 'n filter-sirkel gebruik, hoofsaaklik 'n L of LC-filter by die uitset van die brugregtigeraar. Die diode wat gebruik word, moet 'n min omkeerhersteltyd hê, hier kan ons 'n vinnige hersteldiode gebruik.

Waardes van sirkelkomponente wat gebruik is

Inset DC-spanning = 100V
Puls-spanning = 10V, Plooi = 40%
Chopping-frekwensie = 10 KHz
R = 225 ohm (soos bereken van die masjiengrootte)
L = 10mH
C = 1pF

Data verkry van die uitset
Uitsetspanning: 174 V (Gemiddeld)
Lasstroom: 0,775 A (Gemiddeld)
Bronstroom: 0,977 A

Verdere Ontwikkeling van Sinkrone Masjien met Chopper

Daar is steeds baie ruimte vir toekomstige ontwikkeling wat die stelsel sou verbeter en sy besigheidswaarde sou verhoog.

Geslote lusbeheer

Toepassingsgebiede waar die gebruiker met 'n veranderlike las te make het, benodig 'n geslote lusbeheerskema om konstante opsporing te handhaaf. Referentie-spanning en werklike uitsetspanning sal eers vergelyk word en 'n foutsein gegenereer. Hierdie foutsein sal die plooi van die chopper bepaal.

Vermindering van temperatuureffek

Die gebruik van presisiekondensatore, skakeldiodes kan beslis die prestasie verbeter, maar hulle sal bydra tot die koste van die projek.

Konklusie van Sinkrone Masjien met Chopper

In ons projek, het ons 'n laagprysige en gebruikersvriendelike opsporingsbeheerder ontwerp en geïmplementeer deur 'n Chopper. Die doelwitgebruikers van die stelsel is nywerhede wat glad, doeltreffend en klein beheerders benodig wat 'n wye verspreiding van spanningverskuiwings gee. Hierdie tipe projek is werklik nuttig in die industriële velde van ontwikkelende lande soos Indië, waar energiekrises 'n groot bekommernis is.

Ons het baie geleer deur die projek. Ons het die les van spanwerk, samewerking, en leierskap terwyl ons deur verskeie fases van die ontwikkeling van die projek gegaan het. Ons is uitgedaag deur die kompleksiteit van die tegnologieë wat benodig was om die stelsel te bou. Dit het ons gehelp om die teoretiese kennis wat ons in die ingenieurskursus verkry het, te korreleer en toe te pas.

Geen van ons het ervaring met elektroniese beheer van motore voor die projek. Ons moes verskillende konsepte en tegnieke vinnig leer en dit in die stelsel toepas. Die projek het ook 'n geleentheid gebied vir ons om ervaring in puls-seingenerering en krag MOSFET beheerarea op te bou. Hierdie projekervaring het ons kennis grootliks verryk en ons tegniese vaardighede geskerp.