Servojännitteen vakaaja
Servoon jännitteen vakaaja on suljetun piirin ohjausmekanismi, joka palvelee tasapainotetun 3- tai yksivaiheisen jännitelähdön ylläpitämistä epätasapainoista olosuhteista johtuvista tulon vaihteluista huolimatta. Suurin osa teollisista kuormista on kolmivaiheisia induktiomoottorikuormituksia ja todellisessa tehdasympäristössä jännite kolmessa vaiheessa on harvoin tasapainotettu. Sano esimerkiksi, jos mitatut jännitteet ovat 420, 430 ja 440V, keskiarvo on 430V ja poikkeama on 10V.
Epätasapainon prosenttiosuuden antaa
(10 V X 100) / 430 V = 2,3% Nähdään, että 1%: n jännitteen epätasapaino lisää moottorin häviöitä 5%.
Siten jännitteen epätasapaino voi lisätä moottorin häviöitä 2%: sta 90%: iin ja siten lämpötila nousee myös liian suurella määrällä, mikä lisää häviöitä ja vähentää tehokkuutta. Siksi ehdotetaan projektin aloittamista tasapainotetun lähtöjännitteen ylläpitämiseksi kaikissa kolmessa vaiheessa.
Yksivaihe:
Se perustuu A.C-jännitteen vektorilisäyksen periaatteeseen tuloon halutun ulostulon saamiseksi käyttämällä muuntajaa nimeltä Buck-Boost-muunnin (T), jonka toissijainen on kytketty sarjaan tulojännitteen kanssa. Saman pääaine syötetään moottoriin asennetulta muuntajalta (R). Primaarisen ja sekundaarisen jännitteen suhteesta riippuen sekundäärin indusoitu jännite tulee joko vaiheittain tai vaiheesta pois päältä jännitteen vaihtelu . Muuttuva muuntaja syötetään yleensä syöttöjännitteestä molemmista päistä, kun taas napauttamalla noin 20% käämityksestä pidetään kiinteänä pisteenä Buck-Boost-muuntajan ensiöyksikölle. Automaattimuuntajan muuttuva piste kykenee siten tuottamaan 20% vaihejännitteestä, jota käytetään kaatumisoperaatioon, kun taas 80% on vaihejännitteessä tulojännitteen kanssa ja sitä käytetään toiminnan tehostamiseen. Muuttuvan muuntajan pyyhkimen liikettä ohjataan tunnistamalla lähtöjännite ohjauspiirille, joka päättää TRIAC-parin läpi syötetyn synkronimoottorin pyörimissuunnan sen jaettuun käämitykseen.
3-vaiheinen tasapainotettu tulokorjaus:
Pienikapasiteettiselle toiminnalle sanotaan noin 10 KVA, tällä hetkellä nähdään, että käytetään kaksinkertaista haavan variaattia eliminoimalla Buck-Boost-muuntajan itse muuttuvassa muuntajassa. Tämä rajoittaa variaatin pyyhkimen liikkeen 250 asteeseen, kun vaakaa käytetään toissijaiseen käämitykseen. Vaikka tämä tekee järjestelmästä taloudellisen, sillä on vakavia haittoja sen luotettavuuden suhteen. Teollisuuden standardi ei koskaan hyväksy tällaista yhdistelmää. Kohtuullisen tasapainotetun tulojännitteen alueilla vakautettuun lähtöön käytetään myös kolmivaiheisia servo-ohjattuja korjaimia, kun taas yksi synkronimoottori ja yksi ohjauskortti, jotka tunnistavat kaksivaiheisen jännitteen kolmesta, käyttävät yhtä kolmivaiheista variaattia. Tämä on paljon taloudellisempaa ja hyödyllistä, jos syöttövaiheet ovat kohtuullisen tasapainossa. Siinä on haittapuoli, että vakavan epätasapainon tapahtuessa tuotos on suhteessa epätasapainossa.
3-vaiheinen epätasapainoinen tulokorjaus:
Kolme sarjamuuntajaa (T1, T2, T3), joista jokaista sekuntia käytetään, yksi kussakin vaiheessa, joka joko lisää tai vähentää jännitteen syöttöjännitteestä vakiojännitteen tuottamiseksi kussakin vaiheessa, jolloin tasapainotettu lähtö saadaan epätasapainosta. Sarjamuuntajan ensiöyksikön tulo syötetään kustakin vaiheesta yhdestä jokaisesta muuttuvasta autotransformaattorista (Variac) (R1, R2, R3), joista kukin pyyhin on kytketty taajuusmuuttajaan (M1, M2) M3). Moottori saa vaihtovirtalähteen jokaiselle kelalleen tyristorikytkennän kautta joko myötä- tai vastapäivään pyörimään, jotta haluttu lähtöjännite variaakiosista sarjamuuntajan ensiöpuolelle joko vaiheittain tai vaiheen ulkopuolella, lisäysten tai vähennysten suorittamiseksi. sarjamuuntajan toissijaisesti vaaditaan vakaan ja tasapainoisen jännitteen ylläpitämiseksi lähdössä. Takaisinkytkentää lähdöstä ohjauspiiriin (C1, C2, C3) verrataan kiinteään vertailujännitteeseen tasavertailijoilla, jotka on muodostettu op-ampeereista TRIAC: n lopulta käynnistämiseksi moottorin käyttötarpeen mukaan.
Tämä järjestelmä koostuu pääasiassa ohjauspiiristä, yksivaiheisesta servo-induktiomoottorista, joka on kytketty sarjamuuntajan variaattisyöttöprimaariin kullekin vaiheelle.
- Ohjauspiiri, joka koostuu transistoreiden ympärille kytketystä ikkunavertailijasta ja IC 741: n RMS-virhesignaalin jännitteen vahvistuksesta, kytketään Multisim-järjestelmään ja simuloidaan erilaisille tulo-olosuhteille, jotta varmistetaan TRIAC: iden laukaisu, jotka käyttäisivät kondensaattorin vaihesiirrettyä induktiomoottoria vaaditaan joka ohjaa variac-pyyhkimen pyörimistä.
- Jännitevaihteluiden enimmäis- ja vähimmäisarvojen perusteella sarjamuuntajat ja säätömuuntajat suunnitellaan käyttämällä standardikaavaa, joka vastaa kaupallisesti saatavaa rautasydämen ja superemaloidun kuparilangan kokoa, ennen kuin se kääritään projektissa käytettäväksi.
Teknologia:
Tasapainotetussa kolmivaiheisessa sähköjärjestelmässä kaikilla jännitteillä ja virroilla on sama amplitudi ja vaihesiirto 120 astetta toisistaan. Se ei kuitenkaan ole käytännössä mahdollista, koska epätasapainoiset jännitteet voivat aiheuttaa haitallisia vaikutuksia laitteisiin ja sähköiseen jakelujärjestelmään.
Epätasapainoisissa olosuhteissa jakelujärjestelmälle aiheutuu enemmän häviöitä ja lämmitysvaikutuksia, ja se on vähemmän vakaa. Jännitteen epätasapainon vaikutus voi olla haitallista myös laitteille, kuten induktiomoottoreille, tehoelektroniikan muuntimille ja säädettäville nopeusasemille (ASD). Suhteellisen pieni prosenttiosuus jännitteen epätasapainosta kolmivaiheisella moottorilla johtaa merkittävään moottorihäviöiden kasvuun, mikä merkitsee myös tehokkuuden vähenemistä. Energiakustannukset voidaan minimoida monissa sovelluksissa vähentämällä jännitteen epätasapainon vuoksi menetettyä moottorin tehoa.
Prosenttijännitteen epätasapaino NEMA määrittelee linjajännitteen 100-kertaisen poikkeaman keskimääräisestä jännitteestä jaettuna keskimääräisellä jännitteellä. Jos mitatut jännitteet ovat 420, 430 ja 440V, keskiarvo on 430V ja poikkeama on 10V.
Prosentuaalinen epätasapaino saadaan (10 V * 100/430 V) = 2,3%
Siten 1%: n jännitteen epätasapaino lisää moottorin häviöitä 5%.
Siksi epätasapaino on vakava sähkön laatuongelma, joka vaikuttaa pääasiassa matalajännitteisiin jakelujärjestelmiin, ja siksi projektissa ehdotetaan, että suuruusluokan jännite pidetään tasapainossa jokaisessa vaiheessa ja siten tasapainotettu verkkojännite.
JOHDANTO:
A.C. Jännitteen stabilointiaineet on tarkoitettu stabiloidun vaihtovirran saamiseksi. syöttö vaihteluista tulevista sähköverkoista. He löytävät sovelluksia kaikilla aloilla sähkö-, elektroniikka- ja monilla muilla teollisuudenaloilla, tutkimuslaitoksilla, testauslaboratorioilla, oppilaitoksilla jne.
Mikä on epätasapaino:
Epätasapainotila viittaa tilaan, jossa kolmivaiheisella jännitteellä ja virralla ei ole samaa amplitudia tai samaa vaihesiirtoa.
Jos jompikumpi tai molemmat näistä ehdoista eivät täyty, järjestelmää kutsutaan epätasapainoksi tai epäsymmetriseksi. (Tässä tekstissä oletetaan implisiittisesti, että aaltomuodot ovat sinimuotoisia eivätkä siten sisällä yliaaltoja.)
Epätasapainon syyt:
Verkko-operaattori yrittää tarjota tasapainotetun järjestelmän jännitteen PCC: ssä jakeluverkon ja asiakkaan sisäisen verkon välillä.
Kolmivaiheisen järjestelmän lähtöjännitteet riippuvat generaattorien lähtöjännitteistä, järjestelmän impedanssista ja kuormitusvirrasta.
Koska käytetään kuitenkin pääosin synkronigeneraattoreita, syntyvät jännitteet ovat erittäin symmetrisiä, joten generaattorit eivät voi olla epätasapainon syy. Alhaisemmilla jännitetasoilla olevilla liitännöillä on yleensä korkea impedanssi, mikä johtaa mahdollisesti suurempaan jännitteen epätasapainoon. Ilmajohtojen kokoonpano vaikuttaa järjestelmän komponenttien impedanssiin.
Jännitteen epätasapainon seuraukset:
Sähkölaitteiden herkkyys epätasapainolle vaihtelee laitteiden välillä. Alla on lyhyt yleiskatsaus yleisimmistä ongelmista:
a) Induktiokoneet:
Nämä ovat tasavirta synkronikoneet, joissa on sisäisesti indusoituja pyöriviä magneettikenttiä, joiden suuruus on verrannollinen suorien ja / tai käänteisten komponenttien amplitudiin. Siksi epätasapainoisen syötön tapauksessa pyörivä magneettikenttä muuttuu elliptiseksi pyöreän sijasta. siten induktiokoneilla on pääasiassa kolmenlaisia ongelmia jännitteen epätasapainon vuoksi
1. Ensinnäkin kone ei pysty tuottamaan täyttä vääntömomenttiaan, koska negatiivisen sekvenssijärjestelmän käänteisesti pyörivä magneettikenttä tuottaa negatiivisen jarrutusmomentin, joka on vähennettävä normaaliin pyörivään magneettikenttään liitetystä perusmomentista. Seuraava kuva näyttää induktiokoneen erilaiset vääntömomentin liukuominaisuudet epätasapainolla
2. Toiseksi laakerit voivat kärsiä mekaanisista vaurioista johtuen vääntömomenttikomponenteista kaksinkertaisella järjestelmätaajuudella.
3. Lopuksi staattoria ja varsinkin roottoria lämmitetään liikaa, mikä saattaa johtaa nopeampaan termiseen ikääntymiseen. Tämä lämpö johtuu merkittävien virtojen indusoitumisesta nopeasti pyörivän (suhteellisessa mielessä) käänteisen magneettikentän avulla, kuten roottori näkee. Tämän ylimääräisen lämmityksen käsittelemiseksi moottori on mitoitettava, mikä saattaa vaatia suuremman teholuokan koneen asentamisen.
TEKNOLOGINEN TALOUS
Jännitteen epätasapaino voi aiheuttaa moottorin ennenaikaisen vikaantumisen, mikä paitsi johtaa järjestelmän ajoittaiseen sammumiseen, mutta myös suuria taloudellisia menetyksiä.
Pienen ja korkean jännitteen vaikutukset moottoreihin ja niihin liittyvät suorituskyvyn muutokset, jotka voidaan odottaa käytettäessä muita kuin tyyppikilvessä mainittuja jännitteitä, on annettu seuraavasti:
Pienjännitteen vaikutukset:
Kun moottoriin kohdistuu tyyppikilven nimellisarvoa pienempi jännite, jotkut moottorin ominaisuudet muuttuvat hieman ja toiset muuttuvat dramaattisesti.
Linjalta otetun tehon määrä on kiinnitettävä kiinteälle kuormitukselle.
Moottorin vetämän tehon määrällä on karkea korrelaatio jännitteeseen virtaan (ampeereihin).
Saman tehomäärän säilyttämiseksi, jos syöttöjännite on pieni, virran kasvu toimii kompensointina. Se on kuitenkin vaarallista, koska suurempi virta aiheuttaa enemmän lämmön kertymistä moottoriin, mikä lopulta tuhoaa moottorin.
Pienjännitteen käytön haittana on siis moottorin ylikuumeneminen ja moottori on vaurioitunut.
Suurkuormituksen (vääntömomentin) käynnistysmomentti, vetomomentti ja vääntömomentti käytetyn jännitteen neliöön perustuen.
Yleensä 10%: n aleneminen jänniteluokituksesta voi johtaa pieneen käynnistysmomenttiin, vetämiseen ja vetämiseen.
Suurjännitteen vaikutukset:
Korkea jännite voi aiheuttaa magneettien kyllästymisen, jolloin moottori vetää liikaa virtaa raudan magnetisoimiseksi. Siksi korkea jännite voi myös johtaa vaurioihin. Korkea jännite vähentää myös tehokerrointa, mikä lisää häviöitä.
Moottorit sietävät tiettyjä muutoksia suunnitellun jännitteen yläpuolella olevassa jännitteessä. Kun suunnitellun jännitteen yläpuoliset äärimmäisyydet aiheuttavat virran nousevan vastaavilla muutoksilla lämmityksessä ja lyhentämällä moottorin käyttöikää.
Jänniteherkkyys vaikuttaa paitsi moottoreihin myös muihin laitteisiin. Releissä ja käynnistimissä olevat solenoidit ja kelat sietävät matalaa jännitettä paremmin kuin suurjännitettä. Muita esimerkkejä ovat loistelamppujen, elohopean ja korkeapaineisten natriumvalaisimien sekä muuntajien ja hehkulamppujen liitäntälaitteet.
Kaiken kaikkiaan laitteille on parempi, jos vaihdamme saapuvien muuntajien hanat optimoidaksemme laitoksen lattian jännitteen johonkin lähelle laiteluokitusta, mikä on projektissa ehdotetun jännitteen vakauttamisen konseptin pääkonsepti.
Säännöt syöttöjännitteen valitsemiseksi
- Pienet moottorit ovat yleensä herkempiä ylijännitteelle ja kylläisyydelle kuin suuret moottorit.
- Yksivaiheiset moottorit ovat yleensä herkempiä ylijännitteelle kuin 3-vaiheiset moottorit.
- U-kehysmoottorit ovat vähemmän herkkiä ylijännitteelle kuin T-kehykset.
- Ensiluokkainen hyötysuhde Super-E -moottorit ovat vähemmän herkkiä ylijännitteelle kuin tavalliset hyötysuhdemoottorit.
- Korkea jännite vaikuttaa vähemmän 2- ja 4-napaisiin moottoreihin kuin 6- ja 8-napaisiin rakenteisiin.
- Ylijännite voi nostaa virtaa ja lämpötilaa jopa kevyesti kuormitetuissa moottoreissa
- Myös tehokkuus vaikuttaa, kun se pienenee matalalla tai korkealla jännitteellä
- Tehokerroin pienenee suurella jännitteellä.
- Käynnistysvirta nousee suuremmalla jännitteellä.
Hanki lisää tietoa erilaisista elektronisista käsitteistä ja piireistä tekemällä minia elektroniikkaprojektit tekniikan tasolla.
