Синхронды машина үшін Чопперді пайдаланып Жұлдыздама Басқару

Мазмұн

• Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану принципі

• Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану арқылы дамыту

• Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану нәтижесі

Негізгі оқылымдар:

• Экситациялық басқару анықтамасы: Экситациялық басқару - синхрондық машинада DC магниттік поле басқарылуы арқылы оның жұмыс істеуін басқару.

• Жұмыс істеу принципі: Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану принципі - деңгейлерін жою және PWM сигналдары арқылы басқару арқылы желіленген экситациялау үшін қажетті напряжениеға жету.

• Чоппердің артықшылықтары: Чопперді экситациялық басқаруда қолдану - жоғары өндірістіктік, кіші өлшем, жинақты басқару және тез жауап беру.

• Чоппер цепіндегі негізгі компоненттер: Негізгі компоненттер - MOSFET, импульс модуляциясы сигналы, диод, конденсатор, индуктор және MOV, фьюз сыбайласы т.б. қорғау құрылғылары.

• Будың өңдеулері: Будың өңдеулері - өзгеріп отырған жүктелер үшін ашық контурлы басқару және жақсартылған компоненттер қолданылуы арқылы жұмыс істеу жақсартылады және температура тағылымдары азайтылады.

Синхрондық машина - электр энергиясы өндіру, тұрақты жылдамдық сақтау және активтік коэффициент жөнделуі т.б. салаларда қолданылатын универсаль электр машинасы. Активтік коэффициент бақылау - DC магниттік поля басқару арқылы жүзеге асырылады. Бұл зерттеу синхрондық машинаның магниттік поля басқаруын қалай ең ерекше жүзеге асыруға болады дегенге арналған.

Қалыптасқан DC экситациялық әдістер - слик рингтері, кесірлер және коммутаторлар үшін соңғышы мен қызмет көрсету мәселелерімен кездеседі, әсіресе алтернатор рейтинги артқанда. Жаңа экситациялық жүйелер - слик контакттар мен кесірлердің санын азайту арқылы бұл мәселелерді шешуге арналған.

Бұл тенденция статикалық экситациялық әдістерді чоппер арқылы өнімдейтін жаңа әдістерді қолдануды әкелді. Жаңа жүйелер - полупроводник шынтаңбалық құрылғылар, мысалы, диод, тиристор және транзистор арқылы қолданылады. Электр энергетикасында көптеген электр энергиясы өңделеді, AC/DC конвертерлері ең типтік құрылғылары болып табылады.

Күш диапазоны адатта ондықтардан бірнеше жүздік ваттқа дейін жетеді. Промышленностиде, бұл құрылғылар  индуктивтік мотор жүкке жылдамдығын басқару үшін қолданылады. Күш конвертерлері алғашқы және соңғы күш түрлеріне бөлінеді.

• AC to DC (rectifier)

• DC to AC (inverter)

• DC to AC (DC to DC converter)

• AC to AC (AC to AC converter)

Бұл айналып отыру және статикалық құрылғыларды қолдану арқылы көптеген электр энергиясы өндіру, өту және пайдалануға арналған. DC-DC конвертер - бір напряжение деңгейін басқа деңгейге айналдыратын электр схемасы.

Электр энергетикалық конвертерлердің артықшылықтары төмендегілерді қамтиды-

• Полупроводник құрылғыларда жоғары өндірістіктік үшін төмен жою.

• Электр энергетикалық конвертер жүйесінің жоғары қанағаттануы.

• Үйкеліс құрылғылары жоғылғандықтан узақ мүшелік және аз қызмет көрсету.

• Ис-қимылда жинақтылық.

• Электромеханикалық конвертер жүйесіне қарағанда тез динамикалық жауап.

Электр энергетикалық конвертерлерде қарапайым артықшылықтары бар, мысалы, төмендегілер:

• Электр энергетикалық системадағы цептерде гармоникалық таңбалар жасалады, әсіресе жүк цептерінде.

• AC to DC және DC to AC конвертерлер белгілі бір іске қосылу шарттарында төмен активтік коэффициент басқарылады.

• Электр энергетикалық конвертерлерде күш регенерациялау қиын.

Бұл проектте синхрондық машинаның магниттік полясының орташа напряжениесы буст чоппер арқылы басқарылады. Буст чоппер - DC to DC конвертер болып, бастапқы DC напряжение деңгейінен жоғары басқарылатын шығыс напряжение ұсынады.

MOSFET - толығымен басқарылатын (ақырында және бастапқы) шынтаңбалық құрылғы. MOSFET буст чоппер цепінде қолданылады. MOSFET-тің заттың терминалы микроконтроллер арқылы жасалған PWM сигналымен басқарылады. Чоппердің электр энергиясы бір фаза AC/DC конвертері арқылы алынады.

Энергетикалық цептерді қолдану арқылы бұл экситациялық басқару схемасы өте өндірістік және кіші өлшемді. Реактивті күш басқару, активтік коэффициент жеңілдету және электр энергиясын өту линиясы үшін магниттік поляны өзгерту қажет.

Бұл привод бастапқы DC источниктен энергия алады және оны өзгеріп отырған DC напряжениеға айналдырады. Чоппер жүйелері жинақты басқару, жоғары өндірістіктік, тез жауап беру және регенерация үшін қолданылады. Чоппер - AC трансформатордың DC аналогы болып, бір этапты өңдеу арқылы өте өндірістік болады.

Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану принципі

Проект планын түсіну үшін төмендегі блок-схеманы қарастырайық:

Жоғарыдағы диаграмма бойынша, 230V толық таңбалау диодының кірісінде шығыс напряжение 146 (жақынча), ал машина магниттік полясы 180V, сондықтан біз буст чоппер арқылы напряжение ұстауымыз керек. Азықталған DC напряжение синхрондық машинаның магниттік полясына беріледі. Чоппердің шығыс напряжениесі duty cycle өзгерту арқылы өзгертуге болады, бұл микроконтроллер арқылы жасалған PWM сигналымен жасалады.

Микроконтроллерде рандомдық сигналды тұрақты мәндімен салыстыру арқылы импульс сигналы жасалады, бірақ күштік тағылымдарды азайту үшін электрдік изоляция қажет. Оптокуплерді қолдану арқылы бұл жасалады. Чоппер цепінде конденсатор шығыс напряжениесіндегі толқындарды алып тастау үшін қолданылады. Симуляция арқылы анықталған, чоппер цепіндегі индуктор қысқа цептерде 2-3 A күш үшін қолданылады. Арналған шығыс напряжение бойынша, біз әрекеттердің барлық кезінде қатысуға болады деп цепті құрастырылуы керек.

• Жоғары напряжение үшін, біз метал оксид варистрор (MOV) қолданамыз, оның сопротивление напряжениеға байланысты болады.

• Жоғары күш үшін, біз бірінші жағдайда күш шектеу фьюз қолданамыз.

Толқынды жақсарту үшін L немесе LC фильтрін қолдануға болады. Диод - тез кері қайта таңбалау уақыты бар, бұл үшін тез кері таңбалау диоды қолданылады.

Қолданылған цептің компоненттерінің мәндері

Кіріс DC напряжение = 100V
Импульс напряжение = 10V, Duty = 40%
Чоппердің дауыс үлестірімі = 10 KHz
R = 225 ом (машинаның рейтингінен есептелген)
L = 10mH
C = 1pF

Шығыстан алынған деректер
Шығыс напряжение: 174 V (орташа)
Жүк күші: 0.775 A (орташа)
Бастапқы күш: 0.977 A

Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану арқылы дамыту

Будың дамыту үшін көптеген мүмкіндіктер бар, бұл система мен бизнес мәнін жоғарылатады.

Ашық контурлы басқару

Өзгеріп отырған жүктермен жұмыс істейтін аймақтарда, тұрақты экситациялау үшін ашық контурлы басқару қажет. Бағдарламалық напряжение мен нақты шығыс напряжение салыстырылады, содан кейін қате сигналы жасалады. Бұл қате сигналы чоппер duty cycle қалай болуын шешеді.

Температура тағылымдарын азайту

Точтік конденсатор, коммутациялық диод қолдану - жұмыс істеуін жақсартады, бірақ бұл проекттің құнына қосылады.

Синхрондық машина туралы чопперді пайдалану нәтижесі