Servo sprieguma stabilizators
Uz servo sprieguma stabilizators ir slēgta cikla vadības mehānisms, kas kalpo, lai uzturētu līdzsvarotu 3 vai vienfāzes sprieguma izeju, neskatoties uz svārstībām ieejā nelīdzsvarotu apstākļu dēļ. Lielākā daļa rūpniecisko slodžu ir 3 fāžu asinhronā motora slodzes, un reālā rūpnīcas vidē spriegums 3 fāzēs reti tiek līdzsvarots. Piemēram, ja izmērītie spriegumi ir 420, 430 un 440V, vidējais ir 430V un novirze ir 10V.
Nesabalansētības procentuālo daļu izsaka
(10V X 100) / 430V = 2,3% Ir redzams, ka 1% sprieguma nelīdzsvarotība palielinās motora zudumus par 5%.
Tādējādi sprieguma nelīdzsvarotība var palielināt motora zudumus no 2% līdz 90%, līdz ar to arī temperatūra paaugstinās par pārmērīgu daudzumu, kā rezultātā vēl vairāk palielinās zudumi un samazinās efektivitāte. Tāpēc tiek ierosināts sākt projektu, lai uzturētu līdzsvarotu izejas spriegumu visās 3 fāzēs.
Vienfāze:
Tas ir balstīts uz principu, ka vektoram jāpievieno AC spriegums ievadei, lai iegūtu vēlamo izeju, izmantojot transformatoru, ko sauc par Buck-Boost transformatoru (T), kura sekundārais ir savienots virknē ar ieejas spriegumu. To pašu primāro baro no motora uzstādīta mainīga transformatora (R). Atkarībā no primārā un sekundārā sprieguma attiecības sekundārā inducētais spriegums nāk vai nu fāzē, vai ārpus fāzes, pamatojoties uz sprieguma svārstības . Mainīgais transformators parasti tiek padots no ieejas padeves abos galos, savukārt, pieskaroties aptuveni 20% tinuma, tiek uzskatīts par fiksētu punktu Buck-Boost transformatora primārajam. Automātiskā transformatora mainīgais punkts tādējādi spēj nodrošināt 20% no fāzes sprieguma, kas tiek izmantots saspiešanas darbībai, bet 80% ir fāzē ar ieejas spriegumu un tiek izmantots darbības uzlabošanai. Mainīgā transformatora tīrītāja kustību kontrolē, uztverot izejas spriegumu vadības ķēdei, kas izlemj sinhronā motora rotācijas virzienu, kas caur TRIAC pāri tiek piegādāts tā sadalītās fāzes tinumā.
3 fāžu līdzsvarota ievades korekcija:
Attiecībā uz mazjaudas darbību, piemēram, par 10KVA, pašlaik redzams, ka tiek izmantots dubultā brūces variaks, novēršot Buck-Boost transformatoru pašā mainīgajā transformatorā. Tas ierobežo stikla tīrītāja kustību līdz 250 grādiem, jo līdzsvaru izmanto sekundārajai tinumam. Lai gan tas padara sistēmu ekonomisku, tās uzticamības ziņā ir nopietni trūkumi. Nozares standarts nekad nepieņem šādu kombināciju. Saprātīgi līdzsvarota ieejas sprieguma apstākļos stabilizētai izejai tiek izmantoti arī trīsfāzu servo vadīti korektori, turpretim viens trīsfāžu variakts tiek uzstādīts ar vienu sinhrono motoru un vienu vadības karti, kas uztver divfāžu spriegumu no trim. Tas ir daudz ekonomiskāk un noderīgāk, ja ievades fāzes ir pietiekami līdzsvarotas. Tam ir trūkums, ka, lai gan notiek nopietna nelīdzsvarotība, produkcija ir proporcionāli nelīdzsvarota.
3 fāžu nesabalansēta ievades korekcija:
Trīs sērijas transformatori (T1, T2, T3), katrs otrais tiek izmantots, katrā fāzē pa vienam, kas vai nu saskaita, vai atņem spriegumu no ieejas barošanas sprieguma, lai katrā fāzē nodrošinātu pastāvīgu spriegumu, tādējādi padarot līdzsvarotu izvadi no nelīdzsvarotas ieejas. Sērijas transformatora primārais ievads tiek ievadīts no katras fāzes no katra mainīgā autotransformatora (Variac) (R1, R2, R3), no kuriem katrs tīrītājs ir savienots ar maiņstrāvas dalītās fāzes (2 spoles) sinhrono motoru (M1, M2) M3). Motors saņem maiņstrāvas padevi katrai savai spolei, izmantojot tiristora komutāciju, lai pagrieztu pulksteņrādītāja kustības virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja kustības virzienam, lai fāzē vai ārpus fāzes nodrošinātu vēlamo izejas spriegumu no sērijas transformatora variaka līdz primārajam, lai veiktu saskaitīšanu vai atņemšanu. kā nepieciešams sērijveida transformatora sekundārajā mezglā, lai izejā uzturētu pastāvīgu un līdzsvarotu spriegumu. Atsauksmes no izejas uz vadības ķēdi (C1, C2, C3) salīdzina ar fiksētu atskaites spriegumu ar līmeņu salīdzinātājiem, kas izveidoti no op-ampēriem, lai galu galā iedarbinātu TRIAC atbilstoši motora iedarbināšanas nepieciešamībai.
Šī shēma galvenokārt sastāv no vadības ķēdes, vienfāzes servo asinhronā motora, kas savienots ar sērijas transformatora variacijas barošanas primāro katrā fāzē.
- Vadības ķēde, kas sastāv no loga salīdzinātāja, kas savienots ar tranzistoriem, un RMS kļūdas signāla sprieguma pastiprināšana ar IC 741, tiek pieslēgta Multisim un tiek simulēta dažādiem ieejas darbības apstākļiem, nodrošinot tādu TRIAC iedarbināšanu, kas darbinātu kondensatora fāzes nobīdīto indukcijas motoru. kas kontrolē variakālā stikla tīrītāja rotāciju.
- Pamatojoties uz sprieguma svārstību maksimālajām un minimālajām vērtībām, sērijveida transformatori un vadības transformatori tiek izstrādāti, izmantojot standarta formulu, kas atbilst komerciāli pieejamā dzelzs serdeņa un superemalēta vara stieples izmēram, pirms to tinumu izmanto projektā.
Tehnoloģija:
Līdzsvarotā trīsfāzu energosistēmā visiem spriegumiem un strāvām ir vienāda amplitūda un fāzes viena no otras nobīdītas par 120 grādiem. Tomēr praktiski tas nav iespējams, jo nesabalansēts spriegums var negatīvi ietekmēt iekārtas un elektrisko sadales sistēmu.
Nesabalansētos apstākļos sadales sistēmai būs vairāk zaudējumu un apkures efektu, un tā būs mazāk stabila. Sprieguma nelīdzsvarotības ietekme var kaitēt arī tādām iekārtām kā asinhronie motori, jaudas elektroniskie pārveidotāji un regulējami ātruma piedziņas (ASD). Salīdzinoši neliels sprieguma nelīdzsvarotības procents ar trīsfāzu motoru rada ievērojamu motora zudumu pieaugumu, kas nozīmē arī efektivitātes samazināšanos. Enerģijas izmaksas var samazināt līdz minimumam, samazinot sprieguma nelīdzsvarotības dēļ zaudēto motora jaudu.
Procentuālā sprieguma nelīdzsvarotība NEMA definē kā līnijas sprieguma 100 reizes lielāku novirzi no vidējā sprieguma, dalītu ar vidējo spriegumu. Ja izmērītie spriegumi ir 420, 430 un 440V, vidējais rādītājs ir 430V un novirze ir 10V.
Procentuālo nelīdzsvarotību izsaka (10 V * 100/430 V) = 2,3%
Tādējādi 1% sprieguma nelīdzsvarotība palielinās motora zudumus par 5%.
Tādējādi nelīdzsvarotība ir nopietna elektroenerģijas kvalitātes problēma, kas galvenokārt skar zemsprieguma sadales sistēmas, un tāpēc projektā tiek ierosināts katrā posmā saglabāt līdzsvarotu spriegumu attiecībā uz lielumu, tādējādi saglabājot līdzsvarotu līnijas spriegumu.
IEVADS:
AC sprieguma stabilizatori ir domāti, lai iegūtu stabilizētu maiņstrāvu. piegāde no svārstību ienākošajiem elektrotīkliem. Viņi atrod pielietojumu visās elektriskās, elektroniskās un daudzās citās nozarēs, pētniecības iestādēs, kas testē laboratorijas, izglītības iestādēs utt.
Kas ir nelīdzsvarotība:
Disbalansa stāvoklis attiecas uz stāvokli, kad 3 fāžu spriegumiem un strāvām nav vienādas amplitūdas vai vienādas fāzes nobīdes.
Ja viens vai abi no šiem nosacījumiem nav izpildīti, sistēmu sauc par nelīdzsvarotu vai asimetrisku. (Šajā tekstā netieši tiek pieņemts, ka viļņu formas ir sinusoidālas un tādējādi nesatur harmonikas.)
Nesabalansētības cēloņi:
Sistēmas operators mēģina nodrošināt līdzsvarotu sistēmas spriegumu PCC starp sadales tīklu un klienta iekšējo tīklu.
Trīsfāžu sistēmas izejas spriegums ir atkarīgs no ģeneratoru izejas sprieguma, sistēmas pretestības un slodzes strāvas.
Tomēr, tā kā pārsvarā tiek izmantoti sinhronie ģeneratori, ģenerētie spriegumi ir ļoti simetriski, tāpēc ģeneratori nevar būt nelīdzsvarotības cēlonis. Savienojumiem zemākā sprieguma līmenī parasti ir augsta pretestība, kas izraisa potenciāli lielāku sprieguma nelīdzsvarotību. Sistēmas sastāvdaļu pretestību ietekmē gaisvadu līniju konfigurācija.
Sprieguma nelīdzsvarotības sekas:
Elektrisko iekārtu jutība pret nelīdzsvarotību dažādās ierīcēs ir atšķirīga. Īss pārskats par visbiežāk sastopamajām problēmām ir sniegts zemāk:
a) indukcijas mašīnas:
Tie ir a.c. sinhronās mašīnas ar iekšēji inducētiem rotējošiem magnētiskajiem laukiem, kuru lielums ir proporcionāls tiešo un / vai apgriezto komponentu amplitūdai. Līdz ar nelīdzsvarotu padevi rotējošais magnētiskais lauks kļūst eliptisks, nevis apļveida. tādējādi indukcijas mašīnas galvenokārt saskaras ar trīs veidu problēmām sprieguma nelīdzsvarotības dēļ
1. Pirmkārt, mašīna nespēj radīt pilnu griezes momentu, jo apgriezti rotējošais negatīvās secības sistēmas magnētiskais lauks rada negatīvu bremzēšanas momentu, kas jāatskaita no bāzes griezes momenta, kas saistīts ar parasto rotējošo magnētisko lauku. Nākamajā attēlā parādīti dažādi indukcijas iekārtas griezes momenta slīdēšanas raksturlielumi, ja barošana ir nelīdzsvarota
2. Otrkārt, gultņiem var rasties mehāniski bojājumi, pateicoties dubultai sistēmas frekvencei izraisītu griezes momenta sastāvdaļu dēļ.
3. Visbeidzot, statoru un it īpaši rotoru pārmērīgi silda, iespējams, tas noved pie ātrākas termiskās novecošanas. Šo siltumu izraisa nozīmīgu strāvu indukcija ar ātri rotējošu (relatīvā nozīmē) apgriezto magnētisko lauku, kā to redz rotors. Lai tiktu galā ar šo papildu apkuri, motoram jābūt nominētam, tāpēc var būt nepieciešams uzstādīt lielāku jaudas mašīnu.
TEHNOEKONOMIKA:
Sprieguma nelīdzsvarotība var izraisīt priekšlaicīgu motora bojājumu, kas ne tikai noved pie neplānotas sistēmas izslēgšanas, bet arī rada lielus ekonomiskus zaudējumus.
Zema un augsta sprieguma ietekme uz motoriem un ar to saistītās veiktspējas izmaiņas, kuras var sagaidīt, ja izmantojam citus spriegumus, nekā norādīts uz plāksnītes, ir šādi:
Zema sprieguma ietekme:
Ja motors tiek pakļauts spriegumam, kas ir zemāks par datu plāksnītes vērtējumu, daži motora raksturlielumi nedaudz mainīsies, bet citi - dramatiski.
No līnijas izvilktais jaudas daudzums ir jānosaka fiksētam slodzes apjomam.
Motora piesaistītās jaudas lielumam ir aptuvena korelācija ar spriegumu ar strāvu (ampēriem).
Lai saglabātu tādu pašu enerģijas daudzumu, ja barošanas spriegums ir zems, strāvas pieaugums darbojas kā kompensācija. Tomēr tas ir bīstami, jo lielāka strāva izraisa vairāk siltuma uzkrāšanos motorā, kas galu galā iznīcina motoru.
Tādējādi zema sprieguma piemērošanas trūkumi ir motora pārkaršana un motors ir bojāts.
Galvenās slodzes (asinhrono motoru) sākuma griezes moments, pievilkšanas griezes moments un izvilkšanas griezes moments, pamatojoties uz piemēroto sprieguma kvadrātā.
Parasti 10% samazinājums no nominālā sprieguma var izraisīt zemu sākuma griezes momentu, pievilkt un izvilkt griezes momentu.
Augstsprieguma ietekme:
Augstspriegums var izraisīt magnētu piesātinājumu, liekot motoram piesaistīt pārmērīgu strāvu, lai magnetizētu dzelzi. Tādējādi augstspriegums var izraisīt arī bojājumus. Augstspriegums arī samazina jaudas koeficientu, izraisot zaudējumu pieaugumu.
Motori panes noteiktas sprieguma izmaiņas, kas pārsniedz paredzēto spriegumu. Kad galējie rādītāji virs projektētā sprieguma izraisīs strāvas pieaugumu ar atbilstošām apkures izmaiņām un motora kalpošanas laika saīsināšanu.
Sprieguma jutība ietekmē ne tikai motorus, bet arī citas ierīces. Relejos un starteros atrodamie solenoīdi un spoles labāk iztur zemu spriegumu nekā augstspriegumu. Citi piemēri ir luminiscences, dzīvsudraba un augstspiediena nātrija gaismas ķermeņu un transformatoru un kvēlspuldžu balasti.
Kopumā iekārtām ir labāk, ja mēs mainām ienākošo transformatoru krānus, lai optimizētu spriegumu uz rūpnīcas grīdas uz kaut ko tuvu aprīkojuma vērtējumiem, kas ir galvenā koncepcijas pamatā projektā ierosinātajai sprieguma stabilizācijas koncepcijai.
Noteikumi, lai izlemtu barošanas spriegumu
- Mazie motori parasti ir jutīgāki pret pārspriegumu un piesātinājumu nekā lielie motori.
- Vienfāzes motori parasti ir jutīgāki pret pārspriegumu nekā trīsfāzu motori.
- U rāmja motori ir mazāk jutīgi pret pārspriegumu nekā T rāmji.
- Augstākās efektivitātes Super-E motori ir mazāk jutīgi pret pārspriegumu nekā standarta efektivitātes motori.
- 2 un 4 polu motorus augstspriegums ietekmē mazāk nekā 6 un 8 polu konstrukcijas.
- Pārspriegums var paaugstināt strāvas stiprumu un temperatūru pat ar viegli piekrautiem motoriem
- Tiek ietekmēta arī efektivitāte, jo tā samazinās ar zemu vai augstu spriegumu
- Jaudas koeficients samazinās ar augstu spriegumu.
- Ieslēgšanas strāva palielinās ar lielāku spriegumu.
Iegūstiet vairāk zināšanu par dažādām elektroniskām koncepcijām un shēmām, veicot mini elektronikas projekti inženiertehniskajā līmenī.
