Контрола на екситацијата на синхронен агрегат со користење на чопер

Содржина

• Принцип на работа на синхронна машина со користење на чопер

• Надворешно развој на синхронната машина со користење на чопер

• Заклучок за синхронната машина со користење на чопер

Клучни учења:

• Дефиниција на контрола на екситацијата: Контролата на екситацијата е дефинирана како управување со DC полето на екситација во синхронна машина за контрола на нејзината работа.

• Принцип на работа: Принципот на работа на синхронна машина со користење на чопер вклучува подигање на напонот и негова контрола преку PWM сигналите за постигнување на желаната екситација.

• Преимущества на чоперот: Користењето на чопер за контрола на екситацијата овозможува висока ефикасност, компактен размер, гладка контрола и брз одговор.

• Компоненти во чоперот циркуит: Клучните компоненти вклучуваат MOSFET, импулсни широчина модулационен сигнал, правоаголник, кондензатор, индуктор и защитни уреди како MOV и предизвик.

• Будущи подобрувања: Будуштиот развој може да вклучи затворена лупа контрола за променливи оптерења и прецизни компоненти за подобрување на перформансите и намалување на температурните ефекти.

Синхронната машина е многуфункционален електричен апарат кој се користи во различни области, како што е производството на енергија, одржување на постоянна брзина и корекција на факторот на моќ.Факторот на моќ се контролира со управување со DC полето на екситација. Оваа дисертација се фокусира на тоа колку ефикасно можеме да контролираме полето на екситација на синхронната машина.

Традиционалните методи на DC екситација се соочуваат со проблеми со хлађење и одржување поради клизачки прстени, ђубреца и комутатори, особено кога алтернативниот оценки се зголемуваат. Модерните системи за екситација се обидуваат да ги намалат овие проблеми со минимизирање на бројот на клизащи контакти и ђубреца.

Оваа тенденција доведе до развој на статична екситација со користење на чопер. Модерните системи користат полупроводни уреви за сврчување како диоди, тиристори и транзистори. Во електрониката на моќ, значителна количина електрична енергија се процесира, со AC/DC конвертери како најтипични уреди.

Моќниот опсег обично се протега од десетици до неколку стотици вати. Во индустријата, заедничко применување е променливата брзина на возилката користена за контрола на брзината на индуктивниот мотор. Системите за конверзија на моќ се класифицираат според нивните типови на входна и излезна моќ.

• AC до DC (правоаголник)

• DC до AC (инвертор)

• DC до AC (DC до DC конвертер)

• AC до AC (AC до AC конвертер)

Се занимава со ротирачки и статички опрема за генерирање, трансмисија, користење на големи количини електрична моќ. DC-DC конвертерот е електронски циркуит кој конвертира извор на директна струја од еден напон ниво на друг.

Преимуществата на електронските конвертери на моќ се следниве-

• Висока ефикасност поради мал губиток во полупроводниците на моќ.

• Висока надежност на системот за конверзија на моќ.

• Долга животна длабочина и помала одржба поради отсутствијата на движечки делови.

• Флексибилност во операција.

• Брз динамички одговор споредно со електромеханичкиот конвертер систем.

Има и неколку значајни недостатоци на електронските конвертери на моќ како следниве-

• Циркуитите во електронски системи имаат тенденција да генерираат хармонии во системот за достава како и во циркуитот за оптерење.

• AC до  DC и DC до AC конвертерите работат на ниски входни фактор на моќ под одредени услови на работа.

• Регенерацијата на моќ е тешка во системот за конверзија на моќ.

Во овој проект, просечниот напон преку полето на синхронната машина се контролира со користење на буст чопер. Буст чоперот е DC до DC конвертер кој дава повисок контролиран излезен напон од фиксиран входен DC напон.

MOSFET е полупроводнички уред за електроника на моќ кој е потполно контролиран превключувач (превключувач чија активација и деактивација може да се контролира). MOSFET се користи како превключувач во овој буст чопер циркуит. Гатевскиот терминал на MOSFET е задвижен со импулсни широчина модулационен (PWM) сигнал. Кој се генерира со користење на микроконтролер. Напонот на достава на чоперот се зема од диоден мост правоаголник преку конверзија на еднофазен AC/DC.

Оваа схема на контрола на екситацијата е екстремно ефикасна и компактна, поради учеството на електроника на моќ. Во многу индустријски применувања, како што е контрола на реактивна моќ, фактор на моќ подобрување на трансмисионата линија е потребно да се промени полето на екситација.

Овој привод ја зема моќта од фиксираниот DC извор и ја конвертира во променлив DC напон. Системите со чопер овозможуваат гладка контрола, висока ефикасност, побрз одговор и регенерација. Всушност, чоперот може да се смета за DC еквивалент на AC трансформатор, бидејќи се однесуваат на идентичен начин. Бидејќи чоперот вклучува една стадия на конверзија, овие се подобро ефикасни.

Принцип на работа на синхронната машина со користење на чопер

За да се разберат деталите на планот на проектот, да го разгледаме овој блок-дијаграм:

Од горен дијаграм можеме да кажеме дека за 230V вход на целофазен правоаголник, излезниот напон е 146 (приближно), полетниот напон на машината е 180V, така што треба да го подигнеме напонот преку чоперот. Сега приспособениот DC напон се поднесува на полето на синхронната машина. Излезниот напон на чоперот може да се менува со менување на дужината на дежурство, за да го направиме треба да направиме генератор на импулси со приспособлива широчина, и ова може да се направи со помош на микроконтролер.

Во микроконтролерот, со споредување на случајен секвенцијален сигнал со константна величина, можеме да генерираме импулсни сигнал, но за да се избегне ефектот на оптерење, е препорачливо да се направи електрична изолација, за да го направиме ова користиме опто куплер.  Кондензатор се користи во циркуитот на чоперот за да се елиминира риплата од излезниот напон. Се симулира дека индукторот кој се користи во циркуитот на чоперот треба да може да го обработува 2-3 А на стрuja по време на кратко замкнување. Поради желаниот излезен напон, треба исто така да дизајнираме циркуитот така што да може да издрази било која состојба на грешка.

• За  заштита од прекумерен напон, ќе користиме метал оксид варијатори (MOV) чија отпорност зависи од напонот.

• За  заштита од прекумерна струја, можеме да користиме прв действување ограничител на струја предизвик.

За да се подобри квалитетот на формата, можеме да користиме филтер циркуит, основно L или LC филтер на излезот од мостот правоаголник. Диодот кој се користи треба да има помала временска константа на обратно востанување, тука можеме да користиме брз востанувајућ диод.

Вредности на компонентите на циркуитот кои се користат

Входен DC напон = 100V
Импулсни напон = 10V, Дужина на дежурство = 40%
Честота на чопирање = 10 KHz
R = 225 ом (Како што е пресметано од оценката на машината)
L = 10mH
C = 1pF

Податоци добиени од излезот
Излезен напон: 174 V (Просечно)
Струја на оптерење: 0.775 A (Просечно)
Изворна струја: 0.977 A

Надворешно развој на синхронната машина со користење на чопер

Уште има многу простор за будущ развој кој би го подобрил системот и го зголемил неговата бизнис вредност.

Затворена лупа контрола

Апликациони области каде корисникот се справува со променливо оптерење, потребна е затворена лупа контрола за одржување на постоянна екситација. Референтниот напон и реалниот излезен напон првично се споредуваат и генерира се сигнал на грешка. Овој сигнал на грешка ќе одлучи дужината на дежурство на чоперот.

Намалување на температурниот ефект

Користењето на прецизен кондензатор, сврчување диод определено може да подобри перформансите, но тие ќе допринесат до цената на проектот.

Заклучок за синхронната машина со користење на чопер

Во нашето проект, дизајниравме и имплементиравме нискокosten и пријателски контролер на екситација со користење на Чопер. Целните корисници на системот се индустрии кои бараат гладка, ефикасна и мала контрола која дава широк опсег на варијација на напонот. Овој тип проект е наистина корисен во индустријските полиња на развивајќите се земји како Индија, каде што енергетската криза е голема загриженост.

Научивме многу низ проектот. Научивме урок за командна работа, координација, лидерство додека минувавме низ различни фази на развојот на проектот. Исто така, бев