Szervo feszültség stabilizátor
Szervóhoz feszültségstabilizátor egy zárt hurkú vezérlő mechanizmus, amely a kiegyensúlyozott 3 vagy egyfázisú feszültség kimenetének fenntartását szolgálja a kiegyensúlyozatlan körülmények miatti ingadozások ellenére is. Az ipari terhelések többsége háromfázisú indukciós motorterhelés, és valós gyári környezetben a feszültség 3 fázisban ritkán kiegyensúlyozott. Mondjuk például, ha a mért feszültségek 420, 430 és 440V, az átlag 430V és az eltérés 10V.
A kiegyensúlyozatlanság százalékát a
(10 V X 100) / 430 V = 2,3% Látható, hogy a feszültség 1% -os kiegyensúlyozatlansága 5% -kal növeli a motor veszteségeit.
Így a feszültség kiegyensúlyozatlansága 2% -ról 90% -ra növelheti a motor veszteségeit, ezért a hőmérséklet is túlzottan megemelkedik, ami további megnövekedett veszteségeket és csökkentett hatékonyságot eredményez. Ezért javasoljuk egy projekt elindítását a kiegyensúlyozott kimeneti feszültség fenntartása érdekében mind a 3 fázisban.
Egyfázisú:
Azon az elven alapul, hogy az AC feszültséget a bemenethez adják, hogy a kívánt kimenetet a Buck-Boost transzformátor (T) nevű transzformátor segítségével érjék el, amelynek másodlagos sora a bemeneti feszültséggel van összekötve. Ennek elsődleges részét egy motorra szerelt változó transzformátor (R) táplálja. A primer és a szekunder feszültség arányától függően a szekunder indukált feszültség fázisban vagy fázisból jön ki a feszültségingadozás . A változó transzformátort általában a bemeneti tápfeszültségből táplálják mindkét végén, míg a tekercselés körülbelül 20% -ának megérintését a Buck-Boost transzformátor primerjének fix pontjának tekintjük. Az automatikus transzformátor változó pontja tehát képes a fázisfeszültség 20% -át leadni, amelyet a működéshez használnak, míg a 80% -át a bemeneti feszültséggel fázisban, és a működés fokozására használják. A változó transzformátor ablaktörlőjének mozgását úgy vezérlik, hogy érzékeli a kimeneti feszültséget egy vezérlő áramkörre, amely meghatározza a TRIAC páron keresztül annak osztott fázisú tekercsébe táplált szinkron motor forgásirányát.
3 fázisú kiegyensúlyozott bemeneti korrekció:
Az alacsony kapacitású működéshez, mondjuk 10KVA-ra, jelenleg látható, hogy kettős tekercses variacot alkalmaznak, amely kiküszöböli a Buck-Boost transzformátort magában a változó transzformátorban. Ez a variac ablaktörlőjének mozgását 250 fokra korlátozza, mivel a mérleget a másodlagos tekercseléshez használják. Bár ez gazdaságossá teszi a rendszert, megbízhatóságát tekintve komoly hátrányokkal jár. Az ipari szabvány soha nem fogad el ilyen kombinációt. Az ésszerűen kiegyensúlyozott bemeneti feszültségű területeken háromfázisú szervo-vezérelt korrektorokat is használnak a stabilizált kimenethez, míg egyetlen háromfázisú variacot egy szinkron motor és egy vezérlőkártya rögzít a háromfázisú kétfázisú feszültség érzékelésére. Ez sokkal gazdaságosabb és hasznosabb, ha az input fázisok ésszerűen kiegyensúlyozottak. Hátránya, hogy bár súlyos kiegyensúlyozatlanság zajlik, a kimenet arányosan kiegyensúlyozatlan.
3 fázisú kiegyensúlyozatlan bemeneti korrekció:
Három soros transzformátor (T1, T2, T3), amelyek mindegyikét használjuk, mindegyik fázisban egy, amely vagy összeadja, vagy kivonja a feszültséget a bemeneti tápfeszültségből, hogy állandó feszültséget teremtsen az egyes fázisokban, ezáltal a kiegyensúlyozatlan kimenetet a kiegyensúlyozatlan bemenetből hozza. A soros transzformátor primerjének bemenetét minden fázisból egy változó autotranszformátor (Variac) (R1, R2, R3) táplálja, amelyek ablaktörlői egy váltakozófázisú (2 tekercs) szinkron motorhoz (M1, M2) vannak kapcsolva M3). A motor mindegyik tekercséhez váltakozó áramú tápellátást kap tirisztoros kapcsoláson keresztül, az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányban történő forgatáshoz, hogy lehetővé tegye a kívánt kimeneti feszültséget a variactól a soros transzformátor primerjéig, fázisban vagy fázison kívül, az összeadás vagy kivonás elvégzéséhez. amint a soros transzformátor szekunder szakaszánál szükséges, hogy állandó és kiegyensúlyozott feszültség legyen a kimeneten. A kimenet és a vezérlő áramkör (C1, C2, C3) visszajelzését összehasonlítják egy fix referenciafeszültséggel op-amperekből kialakított szint-összehasonlítókkal, hogy végül a TRIAC-ot kiváltsák, a motor működtetésének szükségessége szerint.
Ez a séma főként egy vezérlő áramkörből, egyfázisú szervo indukciós motorból áll, amely minden fázishoz egy soros transzformátor variacot tápláló primerjéhez van kapcsolva.
- A tranzisztorok körül vezetett ablak-összehasonlítóból és az RMS hibajel feszültség-erősítésből álló IC 741-es vezérlő áramkör fel van kötve Multisim-ben, és különféle bemeneti üzemi körülmények között szimulálják, biztosítva a TRIAC-k működését, amelyek működtetnék a kondenzátor fáziseltolású indukciós motorját. amely vezérli a variac törlő forgását.
- A feszültségingadozások maximális és minimális értéke alapján a soros transzformátorokat és a vezérlő transzformátorokat a kereskedelmi forgalomban kapható vasmag és szuperzománcozott rézhuzal méretének megfelelő általános képlet alkalmazásával tervezzük meg, mielőtt ezeket feltekerjük a projektben való felhasználáshoz.
Technológia:
Egy kiegyensúlyozott háromfázisú villamosenergia-rendszerben az összes feszültség és áram azonos amplitúdóval rendelkezik, és 120 fokkal eltolódnak egymástól. Ez azonban gyakorlatilag nem lehetséges, mivel a kiegyensúlyozatlan feszültségek káros hatásokat okozhatnak a berendezésekre és az elektromos elosztórendszerre.
Kiegyensúlyozatlan körülmények között az elosztórendszer több veszteséggel és fűtési hatással jár, és kevésbé stabil lesz. A feszültség kiegyensúlyozatlansága káros lehet az olyan berendezésekre is, mint az indukciós motorok, a teljesítményelektronikai átalakítók és az állítható fordulatszámú meghajtók (ASD). A háromfázisú motor feszültség-kiegyensúlyozatlanságának viszonylag kis százaléka a motorveszteségek jelentős növekedését eredményezi, ami a hatékonyság csökkenésével is jár. Az energiaköltségek sok alkalmazásban minimalizálhatók a feszültség egyensúlyhiánya miatt elvesztett motor teljesítmény csökkentésével.
Százalékos feszültség egyensúlyhiány a NEMA úgy definiálja, hogy a hálózati feszültségnek az átlagos feszültségtől való eltérése és az átlagos feszültség százszorosa. Ha a mért feszültségek 420, 430 és 440V, az átlag 430V és az eltérés 10V.
A százalékos egyensúlyhiányt a (10 V * 100/430 V) = 2,3%
Így a feszültség 1% -os kiegyensúlyozatlansága 5% -kal növeli a motor veszteségeit.
Ezért a kiegyensúlyozatlanság komoly energiaminőségi probléma, amely főleg az alacsony feszültségű elosztórendszereket érinti, ezért a projektben azt javasolják, hogy minden fázisban fenntartsák a kiegyensúlyozott feszültséget a nagyság szerint, ezáltal fenntartva a kiegyensúlyozott hálózati feszültséget.
BEVEZETÉS:
Az A.C. feszültségstabilizátorok stabilizált váltakozó áram elérésére szolgálnak. ellátás az ingadozó bejövő hálózatról. Alkalmazásokat találnak az elektromos, elektronikai és számos más iparágban, a laboratóriumokat tesztelő kutatóintézetekben, az oktatási intézményekben stb.
Mi a kiegyensúlyozatlanság:
A kiegyensúlyozatlanság olyan állapotra utal, amikor a 3 fázisfeszültségnek és áramnak nincs azonos amplitúdója és fáziseltolódása.
Ha egyik vagy mindkét feltétel nem teljesül, a rendszert kiegyensúlyozatlannak vagy aszimmetrikusnak nevezzük. (Ebben a szövegben implicit módon feltételezzük, hogy a hullámalak szinuszos, és így nem tartalmaz harmonikusokat.)
Az egyensúlyhiány okai:
A rendszerirányító kiegyensúlyozott rendszerfeszültséget próbál biztosítani a PCC-n az elosztóhálózat és az ügyfél belső hálózata között.
A háromfázisú rendszer kimeneti feszültségei a generátorok kimeneti feszültségétől, a rendszer impedanciájától és a terhelési áramtól függenek.
Mivel azonban többnyire szinkron generátorokat használnak, a generált feszültségek nagyon szimmetrikusak, így a generátorok nem lehetnek az egyensúlyhiány okai. Az alacsonyabb feszültségszintű csatlakozásoknál általában nagy az impedancia, ami potenciálisan nagyobb feszültség-egyensúlyhiányhoz vezet. A rendszerelemek impedanciáját a felsővezetékek konfigurációja befolyásolja.
A feszültség kiegyensúlyozatlanságának következményei:
Az elektromos berendezések érzékenysége a kiegyensúlyozatlanságra készülékenként eltér. Az alábbiakban röviden áttekintjük a leggyakoribb problémákat:
a) Indukciós gépek:
Ezek az a.c. belsőleg indukált forgó mágneses térrel rendelkező szinkron gépek, amelyek nagysága arányos a közvetlen és / vagy inverz komponensek amplitúdójával. Ezért kiegyensúlyozatlan táplálás esetén a forgó mágneses mező kör alakú ellipszissé válik. így az indukciós gépek főleg háromféle problémával szembesülnek a feszültség egyensúlyhiánya miatt
1. Először is, a gép nem tudja elérni teljes nyomatékát, mivel a negatív szekvencia rendszer fordítottan forgó mágneses tere negatív fékezési nyomatékot eredményez, amelyet le kell vonni a normál forgó mágneses térhez kapcsolódó alapnyomatékból. A következő ábra az indukciós gép különböző nyomatékcsúszási jellemzőit mutatja kiegyensúlyozatlan táplálás alatt
2. Másodszor, a csapágyak mechanikai sérüléseket szenvedhetnek a kettős rendszerfrekvencián indukált nyomatékelemek miatt.
3. Végül az állórészt és különösen a rotort túlzottan felmelegítik, ami gyorsabb hőöregedéshez vezethet. Ezt a hőt jelentős áramok indukálása okozza a gyorsan forgó (relatív értelemben vett) inverz mágneses mező által, amint azt a rotor látja. Ahhoz, hogy megbirkózzon ezzel az extra fűtéssel, a motort le kell tiltani, ami nagyobb teljesítményű gépet igényelhet.
TECHNO-GAZDASÁG:
A feszültség egyensúlyhiánya idő előtti motorhibát okozhat, ami nemcsak a rendszer ütemezett leállításához, hanem nagy gazdasági veszteséghez is vezet.
Az alacsony és magas feszültség motorokra gyakorolt hatásai és a kapcsolódó teljesítményváltozások, amelyek várhatók, ha a névtáblán feltüntetettektől eltérő feszültségeket használunk, a következők:
Kisfeszültség hatásai:
Ha egy motort a névtábla névleges érték alatti feszültségnek vetnek alá, a motor egyes jellemzői kissé, mások drámai módon megváltoznak.
A vezetékről lehúzott teljesítmény mennyiségét fix terheléshez kell rögzíteni.
A motor által felvett teljesítmény mennyisége durván korrelál a feszültséggel az árammal (amperrel).
Ugyanolyan teljesítmény megtartása érdekében, ha a tápfeszültség alacsony, az áram növekedése kompenzációként működik. Ez azonban veszélyes, mivel a nagyobb áram miatt több hő halmozódik fel a motorban, ami végül tönkreteszi a motort.
Így az alacsony feszültség alkalmazásának hátrányai a motor túlmelegedése és a motor károsodása.
A nagy terhelés (indukciós motorok) indító nyomatéka, felhúzási nyomatéka és kihúzási nyomatéka az alkalmazott feszültség négyzetére alapozva.
Általában a feszültség 10% -kal történő csökkentése alacsony indítási nyomatékhoz, felhúzáshoz és kihúzáshoz vezethet.
A nagyfeszültség hatásai:
A magas feszültség a mágneseket telítettséghez vezetheti, ami a motor túlzott áramfelvételét eredményezheti a vas mágnesezéséhez. Így a magas feszültség károsodáshoz is vezethet. A nagyfeszültség a teljesítménytényezőt is csökkenti, növelve a veszteségeket.
A motorok elviselik a tervezett feszültség feletti feszültség bizonyos módosításait. Amikor a tervezett feszültség feletti szélsőségek az áram növekedését eredményezik a fűtés megfelelő változásával és a motor élettartamának rövidülésével.
A feszültségérzékenység nemcsak a motorokat érinti, hanem más eszközöket is. A relékben és az indítókban található mágnesszelepek és tekercsek jobban tolerálják az alacsony feszültséget, mint a magas feszültségek. További példák a fénycsövek, higany és nagynyomású nátrium lámpatestek, transzformátorok és izzólámpák előtétjei.
Összességében jobb a berendezés számára, ha a bejövő transzformátorok csapjait úgy cseréljük, hogy az üzem padlóján a feszültséget a berendezés névleges értékéhez közeli értékre optimalizáljuk, ami a projektben javasolt feszültségstabilizációs koncepció mögött álló fő koncepció.
A tápfeszültség meghatározásának szabályai
- A kis motorok általában érzékenyebbek a túlfeszültségre és a telítettségre, mint a nagy motorok.
- Az egyfázisú motorok általában érzékenyebbek a túlfeszültségre, mint a háromfázisú motorok.
- Az U-frame motorok kevésbé érzékenyek a túlfeszültségre, mint a T-frame-ek.
- Prémium hatásfokú Super-E motorok kevésbé érzékenyek a túlfeszültségre, mint a szokásos hatékonyságú motorok.
- A 2 és 4 pólusú motorokat a nagyfeszültség kevésbé befolyásolja, mint a 6 és 8 pólusú kiviteleket.
- A túlfeszültség még az enyhén terhelt motoroknál is növelheti az áramerősséget és a hőmérsékletet
- A hatékonyság is csökken, mivel alacsony vagy magas feszültség esetén csökken
- A teljesítménytényező nagy feszültség mellett csökken.
- A bekapcsolási áram magasabb feszültséggel emelkedik.
Szerezzen minél több ismeretet a különféle elektronikus fogalmakról és áramkörökről elektronikai projektek mérnöki szinten.
