Paghahandur sa Pagkumpol sa Makina nga Synchronous Gamit ang Chopper

Sulod

• Prinsipyo sa Pagtrabaho sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

• Mas Matinding Pag-unlad sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

• Pagsayop sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

Key learnings:

• Pahayag sa Excitation Control: Ang excitation control gihisgutan og pag-manage sa DC field excitation sa synchronous machine aron mapuyo ang iyang performance.

• Prinsipyo sa Pagtrabaho: Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa synchronous machine gamit ang chopper naglakip sa pagtaas sa voltage ug pag-control nito pinaagi sa PWM signals aron makuha ang gipangita nga excitation.

• Bulag sa Chopper: Ang paggamit og chopper alang sa excitation control naghatag og mataas nga epektividad, kompakto nga sukal, smooth nga pag-control, ug rapido nga response.

• Komponente sa Chopper Circuit: Ang key nga mga komponente naglakip sa MOSFET, pulse width modulation signal, rectifier, capacitor, inductor, ug mga protection devices sama sa MOV ug fuse.

• Kinatibuk-ang Enhancements: Ang kinatibuk-ang developments mahimong maglakip sa closed-loop control para sa variable loads ug precision components aron mapataas ang performance ug mabawasan ang epekto sa temperatura.

Ang synchronous machine usa ka versatile nga elektrikong makina nga gigamit sa daghang mga larangan sama sa power generation, pag-maintain sa constant speed, ug power factor correction. Power factor control gi-manage pinaagi sa pag-manage sa DC field excitation. Ang thesis niini nagfocus sa paunsa nga maayo kita mogamit sa pag-control sa field excitation sa synchronous machine.

Ang conventional nga DC excitation methods adunay cooling ug maintenance issues tungod sa slip rings, brushes, ug commutators, labi na kon alternator ratings mas taas. Ang modern nga excitation systems nag-aim sa pagbawasan sa mga problema niini pinaagi sa pag-minimize sa bilang sa sliding contacts ug brushes.

Ang trend niini migula sa pag-develop sa static excitation gamit ang chopper. Ang modern nga mga sistema gigamit sa semiconductor switching devices sama sa diode, thyristors ug transistors. Sa power electronics, usa ka substantial nga amount sa electrical energy gigamit, apan ang AC/DC converters ang pinaka-typical nga mga device.

Ang power range kasagaran nag-cover gikan sa tens hangtod sa several hundred watts. Sa industriya, usa ka common nga application mao ang variable speed drive gigamit sa pag-control sa speed sa induction motor. Ang power conversion systems giclassify batas sa ilang input ug output power types.

• AC to DC (rectifier)

• DC to AC (inverter)

• DC to AC (DC to DC converter)

• AC to AC (AC to AC converter)

Nagdeal kini sa both rotating ug static equipment para sa generation, transmission, ug utilization sa vast quantities sa electrical power. DC-DC converter usa ka electronic circuit nga convert a source of direct current gikan sa one voltage level ngadto sa another.

Bulag sa power electronic converters mao ang sumala-

• Mataas nga epektividad tungod sa low loss sa power semiconductor devices.

• Mataas nga reliability sa power electronic converter system.

• Matagamtam ug less maintenance tungod sa absence sa moving parts.

• Flexibility sa operation.

• Rapido nga dynamic response compared sa electromechanical converter system.

Adunay usab daghan nga significant nga disadvantages sa power electronic converters sama sa sumala-

• Circuit sa power electronic system adunay tendencia sa pag-generate og harmonic sa supply system as well as the load circuit.

• AC to DC ug DC to AC converter operate sa low input power factor under certain operating condition.

• Regeneration of power is difficult in power electronic converter system.

Sa project niini, ang average nga voltage sa field sa synchronous machine gi-control pinaagi sa boost chopper. Ang boost chopper usa ka DC to DC converter nga naghatag og mas taas nga controlled output voltage gikan sa fixed input DC voltage.

MOSFET usa ka power electronic semiconductor device nga fully controlled switch (a switch whose turn on and turn off both can be controlled). MOSFET gi-gamit isip switching device sa Boost chopper circuit. Ang gate terminal sa MOSFET driven pinaagi sa pulse width modulation (PWM) signal. Ania ang generated pinaagi sa microcontroller. Ang supply voltage sa chopper gi-take gikan sa diode bridge rectifier pinaagi sa conversion sa single phase AC/DC.

Kini nga scheme sa field excitation control napuno nga efficient ug compact sized, tungod sa involvement sa power-electronic circuitry. Sa daghang industrial applications, sama sa reactive power control, power factor improvement sa transmission line kinahanglan nga mag-usab sa field excitation.

Kini nga drive mogamit og power gikan sa fixed DC source ug convert kini ngadto sa variable DC voltage. Ang chopper systems naghatag og smooth control, high efficiency, faster response ug regeneration facility. Basically a Chopper may be considered as DC equivalent of an AC transformer since they behave in an identical manner. As chopper involves one stage conversion, these are more efficient.

Prinsipyo sa Pagtrabaho sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

Arong maintindihan ang detalye sa project plan, let’s consider this block diagram below:

Gikan sa ubos nga diagram, mahimo nato mohatag nga para sa 230V input sa full wave rectifier, ang output voltage mao ang 146 (Approx.) ang field voltage sa machine mao ang 180V, kaya kinahanglan nato mogamit og step up chopper. Karon ang adjusted DC voltage fed sa field sa synchronous machine. Ang output voltage sa chopper mahimo mong vary pinaagi sa pag-change sa duty cycle, aron makuha kini, kinahanglan nato mag-make og pulse generator sa adjustable pulse width, ug kini mahimo pinaagi sa microcontroller.

Sa microcontroller, pinaagi sa pag-compare sa random sequence signal sa constant magnitude, mahimo nato mogenerate og pulse signal, apan aron i-avoid ang loading effect, advisable ang electrical isolation. Aron makuha kini, gigamit nato ang Opto coupler. Ang capacitor gi-gamit sa chopper circuit aron mabawasan ang ripple sa output voltage. Gi-simulate na ang inductor gi-gamit sa chopper circuit kinahanglan nga capable sa handling 2-3 A sa current sa short circuit period. Apart from the desired output voltage, we should also design the circuit so that it can withstand any fault condition.

• Para sa overvoltage protection, gigamit nato ang metal oxide varistors (MOV) nga resistance depends upon the voltage.

• Para sa overcurrent protection, mahimo nato gamiton ang first acting current limiting Fuse.

Aron mapataas ang quality sa waveform, mahimo nato gamiton ang filter circuit basically L or LC filter sa output sa bridge rectifier. Ang diode nga gigamit dili dapat adunay reverse recovery time, kini mahimo nato gamiton ang fast recovery diode.

Values of circuit components that have been used

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

Data obtained from the output
Output voltage: 174 V (Average)
Load current: 0.775 A (Average)
Source current: 0.977 A

Mas Matinding Pag-unlad sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

Adunay gihapon daghan nga lugar para sa future development nga mahimong mapataas ang sistema ug mapataas ang iyang business value.

Closed loop control

Sa mga application areas diin ang user deal sa variable load, kinahanglan ug closed loop control scheme aron mapreserve ang constant excitation. Ang reference voltage ug actual output voltage mahimo mocompare unang ug generate ang error signal. Kini nga error signal mahimo mohatag sa duty cycle sa chopper.

Reduction in temperature effect

Ang paggamit og precision capacitor, switching diode sigurado makapahimulos sa performance, apan mahimong madugay sa cost sa project.

Pagsayop sa Synchronous Machine Gamit ang Chopper

Sa among project, gin-design ug implement nato ang low-cost ug user-friendly excitation controller gamit ang Chopper. Ang target users sa sistema mao ang mga industriya nga girequire ang smooth, efficient, ug small controller nga naghatag og wide range sa voltage variation. Kini nga tipo sa project talaga useful sa mga industriyal nga fields sa developing countries sama sa India, diin ang energy crisis usa ka great concern.

Naglearn kami daghan sa project. Nakapangita kami og lesson sa teamwork, coordination, ug leadership sa pagpangita sa various phases sa development sa project. Nagchallenge kami sa complexity sa technologies needed sa pag-build sa sistema. Kini nakatubag sa amoa aron mapahimulos ug apply ang theoretical knowledge nga natanggap nato sa engineering course.

Wala mi experience sa electronic control sa motor bago ang project. Kinahanglan nato mohatob og different concepts ug techniques quick ug apply kini sa sistema. Ang project usab naghatag og chance sa among accumulate experience sa pulse signal generation ug power MOSFET control area. Kini nga project experience nakapahimulos sa among knowledge ug sharpened ang among technical skills.