Servo įtampos stabilizatorius

Servo įtampos stabilizatorius

Servo įtampos stabilizatorius

Į servo įtampos stabilizatorius yra uždaro ciklo valdymo mechanizmas, skirtas palaikyti subalansuotą 3 arba vienfazį įtampos išėjimą, nepaisant svyravimų įėjime dėl nesubalansuotų sąlygų. Dauguma pramoninių apkrovų yra 3 fazių asinchroninių variklių apkrovos, o tikroje gamyklos aplinkoje 3 fazių įtampa retai būna subalansuota. Tarkime, pavyzdžiui, jei išmatuota įtampa yra 420, 430 ir 440V, vidurkis yra 430V, o nuokrypis yra 10V.



Nesubalansuotumo procentą nurodo






(10V X 100) / 430V = 2,3% Matoma, kad 1% įtampos disbalansas padidins variklio nuostolius 5%.

Taigi įtampos disbalansas gali padidinti variklio nuostolius nuo 2% iki 90%, taigi temperatūra taip pat pakyla per dideliu kiekiu, dėl kurio dar labiau padidėja nuostoliai ir sumažėja efektyvumas. Todėl siūloma imtis projekto, siekiant išlaikyti subalansuotą išėjimo įtampą visuose 3 etapuose.



Vienfazis:

Jis pagrįstas A.C įtampos vektoriaus pridėjimo į įvestį principu, norint gauti norimą išėjimą naudojant transformatorių, vadinamą „Buck-Boost“ transformatoriumi (T), kurio antrinė jungiama nuosekliai su įėjimo įtampa. To paties pirminis maitinamas iš variklio montuojamo kintamo transformatoriaus (R). Priklausomai nuo pirminės ir antrinės įtampos santykio, indukuota antrinės įtampa būna fazė arba fazė, remiantis įtampos svyravimas . Kintamasis transformatorius paprastai tiekiamas iš įėjimo tiekimo iš abiejų galų, o maždaug 20% ​​apvijos paspaudimas laikomas fiksuotu „Buck-Boost“ transformatoriaus pirminiu tašku. Todėl kintamasis automatinio transformatoriaus taškas gali tiekti 20% iš fazės įtampos, kuri naudojama perjungimo operacijai, o 80% yra fazėje su įėjimo įtampa ir naudojama darbui padidinti. Kintamo transformatoriaus valytuvo judėjimas valdomas jutimo išėjimo įtampą į valdymo grandinę, kuri nusprendžia sinchroninio variklio, tiekiamo per TRIAC porą, sukimosi kryptį į jos padalijimo fazės apviją.

3 fazių subalansuota įvesties korekcija:

Kalbant apie mažos talpos operaciją, tarkime, apie 10KVA, šiuo metu matoma, kad naudojamas dvigubas žaizdos variakas, pašalinant „Buck-Boost“ transformatorių pačiame kintamame transformatoriuje. Tai apriboja variako valytuvo judėjimą iki 250 laipsnių, nes likutis naudojamas antrinei apvijai. Nors tai daro sistemą ekonomišką, ji turi rimtų trūkumų, susijusių su jos patikimumu. Pramonės standartas niekada nepriima tokio derinio. Pagrįstai subalansuotos įėjimo įtampos zonose stabilizuotam išėjimui taip pat naudojami trifaziai servo valdomi korektoriai, tuo tarpu vienas trifazis variakas yra montuojamas vieno sinchroninio variklio ir vienos valdymo plokštės, jutančios dviejų fazių įtampą iš trijų. Tai yra daug ekonomiškiau ir naudingiau, jei įvesties etapai yra tinkamai subalansuoti. Jo trūkumas yra tas, kad nors vyksta didelis disbalansas, produkcija yra proporcingai nesubalansuota.


3 fazių nesubalansuota įvesties korekcija:

Trys serijiniai transformatoriai (T1, T2, T3), kurių kiekviena sekundė naudojama, po vieną kiekvienoje fazėje, kuri prideda arba atima įtampą iš įvesties maitinimo įtampos, kad kiekvienoje fazėje būtų pastovi įtampa, tokiu būdu subalansuota išvestis iš nesubalansuoto įėjimo. Serijinio transformatoriaus pirminio įvado paduodama iš kiekvienos fazės iš kiekvieno kintamo autotransformatoriaus („Variac“) (R1, R2, R3), kurių kiekvienas valytuvas sujungtas su kintamosios srovės padalijimo fazės (2 ritės) sinchroniniu varikliu (M1, M2) M3). Variklis gauna kintamosios srovės maitinimą kiekvienai ritinei perjungdamas tiristorių, kad suktųsi pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę, kad būtų galima pasiekti fazinį arba nefazinį norimą išėjimo įtampą nuo serijos transformatoriaus variacinio iki pirminio, kad būtų galima pridėti arba atimti. kaip reikalaujama nuoseklaus transformatoriaus antrinėje grandinėje, kad išėjime būtų palaikoma pastovi ir subalansuota įtampa. Išvesties į valdymo grandinę (C1, C2, C3) grįžtamasis ryšys lyginamas su fiksuota etalonine įtampa lyginamaisiais lygintuvais, suformuotais iš opampų, kad galiausiai suveiktų TRIAC, atsižvelgiant į poreikį įjungti variklį.

Šią schemą daugiausia sudaro valdymo grandinė, vieno fazės servo asinchroninis variklis, sujungtas su kiekvienos fazės serijinio transformatoriaus variaciniu maitinimo pirminiu.

  • Valdymo grandinė, sudaryta iš langų komparatoriaus, sujungto su tranzistoriais, ir RMS klaidos signalo įtampos stiprinimas pagal IC 741, yra sukabintas „Multisim“ ir imituojamas įvairioms įėjimo veikimo sąlygoms užtikrinant, kad būtų įjungiami TRIAC, kurie veiktų kondensatoriaus fazės poslinkio asinchroninį variklį. kuris valdo variacinio valytuvo sukimąsi.
  • Remiantis maksimaliomis ir mažiausiomis įtampos svyravimų vertėmis, serijinis transformatorius ir valdymo transformatoriai yra suprojektuoti naudojant standartinę formulę, atitinkančią prekyboje esančio geležies šerdies ir super emaliuoto vario vielos dydį, prieš vyniojant tą patį, skirtą naudoti projekte.
Technologijos:

Subalansuotoje trifazėje maitinimo sistemoje visos įtampos ir srovės yra vienodos amplitudės ir fazės viena nuo kitos pasislinkusios 120 laipsnių kampu. Tačiau tai praktiškai neįmanoma, nes nesubalansuota įtampa gali sukelti neigiamą poveikį įrangai ir elektros paskirstymo sistemai.

Nesubalansuotomis sąlygomis paskirstymo sistema patirs daugiau nuostolių ir šildymo efektų bei bus mažiau stabili. Įtampos disbalanso poveikis taip pat gali pakenkti tokiai įrangai kaip asinchroniniai varikliai, galios elektroniniai keitikliai ir reguliuojamo greičio pavaros (ASD). Santykinai nedidelis įtampos disbalanso procentas su trifaziu varikliu žymiai padidina variklio nuostolius, o tai reiškia, kad sumažėja ir efektyvumas. Daugeliu atvejų energijos sąnaudas galima sumažinti sumažinus variklio galią, prarastą dėl įtampos disbalanso.

Procentinis įtampos disbalansas NEMA apibrėžia kaip 100 kartų didesnį linijos įtampos nuokrypį nuo vidutinės įtampos, padalytą iš vidutinės įtampos. Jei išmatuotos įtampos yra 420, 430 ir 440V, vidurkis yra 430V, o nuokrypis yra 10V.

Procentų disbalansą pateikia (10 V * 100/430 V) = 2,3%

Taigi 1% įtampos disbalansas padidins variklio nuostolius 5%.

Taigi disbalansas yra rimta energijos kokybės problema, daugiausia susijusi su žemos įtampos skirstymo sistemomis, todėl projekte siūloma išlaikyti subalansuotą įtampą atsižvelgiant į dydį kiekviename etape, taip išlaikant subalansuotą tinklo įtampą.

ĮVADAS:

AC įtampos stabilizatoriai yra skirti stabilizuotam kintamajam srovei gauti tiekimas iš svyruojančio įeinančio tinklo. Jie randa pritaikymą visose elektros, elektronikos ir daugelyje kitų pramonės šakų, laboratorijų bandymų tyrimų įstaigose, švietimo įstaigose ir kt.

Kas yra disbalansas:

Disbalanso sąlyga reiškia būseną, kai 3 fazių įtampos ir srovės neturi vienodos amplitudės ir to paties fazės poslinkio.

Jei nesilaikoma vienos ar abiejų šių sąlygų, sistema vadinama nesubalansuota arba asimetriška. (Šiame tekste netiesiogiai daroma prielaida, kad bangos formos yra sinusinės ir todėl neturi harmonikų.)

Pusiausvyros sutrikimo priežastys:

Sistemos operatorius bando užtikrinti subalansuotą sistemos įtampą PCC tarp skirstomojo tinklo ir kliento vidinio tinklo.

Trifazės sistemos išėjimo įtampos priklauso nuo generatorių išėjimo įtampos, sistemos varžos ir apkrovos srovės.

Kadangi dažniausiai naudojami sinchroniniai generatoriai, generuojamos įtampos yra labai simetriškos, todėl generatoriai negali būti disbalanso priežastis. Žemesnės įtampos jungtims paprastai būdinga didelė varža, dėl kurios gali padidėti įtampos disbalansas. Sistemos komponentų impedancijai įtakos turi oro linijų konfigūracija.

Įtampos disbalanso pasekmės:

Elektros įrangos jautrumas disbalansui skiriasi nuo vieno prietaiso. Toliau pateikiama trumpa dažniausiai pasitaikančių problemų apžvalga:

a) indukcinės mašinos:

Tai yra a.c. sinchroninės mašinos su viduje sukamaisiais besisukančiais magnetiniais laukais, kurių dydis yra proporcingas tiesioginių ir (arba) atvirkštinių komponentų amplitudei. Taigi nesubalansuoto tiekimo atveju besisukantis magnetinis laukas tampa elipsės formos, o ne apvalus. taigi indukcinės mašinos daugiausia susiduria su trijų rūšių problemomis dėl įtampos disbalanso

1. Pirma, mašina negali sukurti viso sukimo momento, nes atvirkščiai besisukantis neigiamos sekos sistemos magnetinis laukas sukuria neigiamą stabdymo momentą, kurį reikia atimti iš pagrindinio sukimo momento, susieto su įprastu besisukančiu magnetiniu lauku. Šiame paveikslėlyje parodytos skirtingos indukcinės mašinos sukimo momento slydimo charakteristikos esant nesubalansuotam tiekimui

Indukcinės mašinos charakteristikos

2. Antra, guoliai gali patirti mechaninių pažeidimų dėl sukeltų sukimo momento komponentų dvigubu sistemos dažniu.

3. Galiausiai, statorius ir, ypač, rotorius, yra per daug įkaitę, o tai gali lemti greitesnį terminį senėjimą. Šią šilumą sukelia reikšmingų srovių indukcija greitai besisukančiu (santykine prasme) atvirkštiniu magnetiniu lauku, kaip mato rotorius. Kad būtų galima susidoroti su šiuo papildomu šildymu, variklis turi būti atšauktas, todėl gali prireikti įrengti didesnės galios mašiną.

TECHNO-EKONOMIKA:

Įtampos disbalansas gali sukelti priešlaikinį variklio gedimą, o tai ne tik neplanuotai išjungia sistemą, bet ir sukelia didelių ekonominių nuostolių.

Žemos ir aukštos įtampos poveikis varikliams ir su jais susiję veikimo pokyčiai, kurių galima tikėtis, kai naudosime kitas įtampas, nei nurodyta vardinėje plokštelėje, pateikiami taip:

Žemos įtampos poveikis:

Kai varikliui taikoma įtampa, mažesnė už vardinę lentelę, kai kurios variklio charakteristikos šiek tiek pasikeis, o kitos - dramatiškai.

Iš linijos paimamas energijos kiekis turi būti nustatytas fiksuotam apkrovos kiekiui.

Variklio pritraukiamos galios dydis yra apytiksliai susijęs su įtampa ir srove (amperais).

Norint išlaikyti tą patį energijos kiekį, jei maitinimo įtampa yra maža, srovės padidėjimas yra kompensacija. Tačiau tai yra pavojinga, nes dėl didesnės srovės variklyje kaupiasi daugiau šilumos, kuri galiausiai sunaikina variklį.

Taigi žemos įtampos taikymo trūkumai yra variklio perkaitimas ir variklis yra pažeistas.

Pagrindinės apkrovos (asinchroninių variklių) pradinis sukimo momentas, traukimo momentas ir ištraukimo momentas, remiantis pritaikytos įtampos kvadratu.

Paprastai, sumažinus įtampą 10%, pradinis sukimo momentas gali būti mažas, traukimo momentas pakeliamas ir ištraukiamas.

Aukštos įtampos poveikis:

Dėl aukštos įtampos magnetai gali būti prisotinti, todėl variklis pritraukia per didelę srovę įmagnetinti geležį. Taigi aukšta įtampa taip pat gali pakenkti. Aukšta įtampa taip pat sumažina galios koeficientą, padidindama nuostolius.

Varikliai toleruos tam tikrus įtampos pokyčius, viršijančius projektinę įtampą. Kai kraštutinumai virš projektinės įtampos sukels srovę, atitinkamai pakitus šildymui ir sutrumpėjus variklio tarnavimo laikui.

Jautrumas įtampai veikia ne tik variklius, bet ir kitus įrenginius. Relėse ir starteriuose esantys solenoidai ir ritės geriau toleruoja žemą įtampą nei aukštą. Kiti pavyzdžiai yra liuminescencinių, gyvsidabrio ir aukšto slėgio natrio šviestuvų bei transformatorių ir kaitrinių lempų balastai.

Apskritai, tai yra geriau įrangai, jei pakeisime įeinančių transformatorių čiaupus, kad optimizuotume įrenginio grindų įtampą į artimą įrangos reitingams, o tai yra pagrindinė idėja, siūlanti projekte įtampos stabilizavimą.

Taisyklės, pagal kurias nustatoma maitinimo įtampa

  • Maži varikliai paprastai yra jautresni per didelei įtampai ir prisotinimui nei dideli varikliai.
  • Vienfaziai varikliai paprastai yra jautresni per didelei įtampai nei 3 fazių varikliai.
  • U rėmų varikliai yra mažiau jautrūs per didelei įtampai nei T rėmeliai.
  • Aukščiausio efektyvumo „Super-E“ varikliai yra mažiau jautrūs per didelei įtampai nei įprasti efektyvumo varikliai.
  • 2 ir 4 polių variklius aukšta įtampa veikia mažiau nei 6 ir 8 polių konstrukcija.
  • Viršįtampis gali padidinti amperą ir temperatūrą net ir lengvai apkrauntuose varikliuose
  • Efektyvumas taip pat turi įtakos, nes jis sumažėja esant žemai ar aukštai įtampai
  • Galios koeficientas mažėja esant aukštai įtampai.
  • Įsijungimo srovė didėja esant didesnei įtampai.

Gaukite daugiau žinių apie įvairias elektronines koncepcijas ir grandines atlikdami mini elektronikos projektai inžinerijos lygiu.