Контрол на възбуждането на синхронната машина, използваща хеликоптера

Синхронната машина е универсална електрическамашина, която използва в различни области като използването й за генериране на енергия в генераторните станции, за постоянна скорост, корекция на фактора на мощността и т.н. Нашата теза се основава на това, колко ефективно можем контролно поле възбуждане на синхронна машина, Конвенционалните методи DC възбуждат, което еИзползва се за контролиране на възбуждането, страда от проблеми с охлаждането и поддръжката, свързани с хлъзгащите пръстени, четките и комутаторите, тъй като алтернаторът нараства, тенденцията към модерни системи за възбуждане е да се намалят тези проблеми чрез минимизиране на броя на плъзгащите контакти и четки. Тази тенденция доведе до развитие на статично възбуждане чрез използване на хеликоптер. В съвременната система преобразуването се извършва от полупроводниковите комутационни устройства, такива като диод, тиристори и транзистори.

В силовата електроника се обработва значително количество електрическа енергия. ACDC конверторът е най-типичният електронен уред.
Диапазонът на мощност обикновено е от десетки вата доняколкостотин вата. В промишлеността обичайното приложение е задвижване с променлива скорост, което се използва за контрол на скоростта на асинхронния двигател. Системата за преобразуване на мощност може да се класифицира според вида на входната и изходната мощност.

AC към DC (изправител)
DC към AC (инвертор)
DC към AC (DC към DC конвертор)
AC към AC (AC към AC конвертор)

Той се занимава както с въртящо, така и със статично оборудванеза производството, преноса, оползотворяването на огромни количества електрическа енергия. DC-DC конверторът е електронна верига, която преобразува източник на постоянен ток от едно напрежение в друго.
Предимствата на силовите електронни преобразуватели са по-долу

Висока ефективност поради ниски загуби в силовите полупроводникови устройства.
Висока надеждност на силовата електронна конверторна система.
Дълъг живот и по-малко поддръжка поради липса на движещи се части.
Гъвкавост при работа.
Бърза динамична реакция в сравнение с електромеханичната конверторна система.

Съществуват и някои съществени недостатъци на силовите електронни преобразуватели като:

Веригата в силовата електронна система има тенденция да генерира хармоници в захранващата система, както и веригата на натоварване.
AC / DC и DC към AC преобразувател работят при нисък фактор на мощност при определени работни условия.
Регенерирането на мощност е трудно в силовата електронна конверторна система.

В този проект средното напрежение в. \ Tполето на синхронната машина се контролира с помощта на Boost chopper. MOSFET е силово електронно полупроводниково устройство, което е напълно контролиран превключвател (превключвател, чието включване и изключване може да се контролира). MOSFET се използва като превключващо устройство в тази верига на Boost chopper. Порталният терминал на MOSFET се задвижва от импулсно ширинна модулация (PWM) сигнал. Което се генерира с помощта на микроконтролер. Захранващото напрежение на хеликоптера е взето от диоден мостов изправител чрез преобразуване на еднофазен AC / DC.
Тази схема на контрол на възбуждане на полето еизключително ефективни и компактни, поради включването на електрически вериги. В много промишлени приложения, като контрол на реактивната мощност, подобряване на фактора на мощността на преносната линия, е необходимо да се промени възбуждането на полето. Това устройство се захранва от постоянен източник на постоянен ток и го превръща в променливо напрежение. Системите на хеликоптерите предлагат плавен контрол, висока ефективност, по-бързо реагиране и регенерация. Основно Chopper може да се разглежда като DC еквивалент на AC трансформатор, тъй като те се държат по еднакъв начин. Тъй като хеликоптера включва един етап преобразуване, те са по-ефективни.

Принцип на работа на синхронната машина, използваща хеликоптера

Какво е AMP HTML страница?

За да разберем подробностите на плана на проекта, нека разгледаме тази блокова диаграма
От горната диаграма можем да кажем, че за 230Vвъвеждане на пълна вълна токоизправител на изходното напрежение е 146 (Прибл.) полето напрежение на машината е 180V, така че ние трябва да засили напрежението, въпреки че стъпка нагоре хеликоптер. Сега настроеното DC напрежение се подава към полето на синхронната машина. Изходното напрежение на хеликоптера може да бъде променяно чрез промяна на работния цикъл, за да направим така, че трябва да направим импулсен генератор с регулируема ширина на импулса, а това може да се направи с помощта на микроконтролер. В микроконтролера чрез сравняване на сигнал с произволна последователност с постоянна величина можем да генерираме импулсен сигнал, но за да се избегне ефектът на натоварване е препоръчително да се направи електрическа изолация, за да направим това, използвайки Opto coupler. В веригата на хеликоптера е използван кондензатор, за да се отстрани пулсацията от изходното напрежение. Симулирано е, че индукторът, който е бил използван в веригата на хеликоптера, трябва да може да управлява 2-3 А ток по време на късо съединение. Освен желаното изходно напрежение, трябва да проектираме и веригата така, че да издържи на всяко състояние на повреда.

За защита от пренапрежение ще използваме метални оксидни варистори (MOV), чието съпротивление зависи от напрежението.
За защита срещу свръх ток можем да използваме първоначално действащ ограничител на тока.

За да подобрим качеството на вълната, която можем да използвамефилтърна верига основно L или LC филтър на изхода на мостовия изправител. В диод, който е трябвало да имат по-малко време за възстановяване обратно тук можем да използваме бързо диод възстановяване.

Стойности на използваните компоненти на веригата
Входно напрежение = 100V
Импулсно напрежение = 10V, Duty = 40%
Честота на рязане = 10 KHz
R = 225 ома (както е изчислено от категорията на машината)
L = 10 mH
C = 1 pF

Данни, получени от изхода
Изходно напрежение: 174 V (средно)
Ток на натоварване: 0.775 A (средно)
Източник на ток: 0.977 A

По-нататъшно развитие на синхронната машина, използваща хеликоптера

Все още има много възможности за бъдещо развитие, което ще подобри системата и ще увеличи стойността на бизнеса му.

Управление на затворен контур
Области на приложение, където се работи с потребителяпроменливо натоварване, се нуждае от контролна схема със затворен контур, за да се поддържа постоянно възбуждане. Първо се сравняват референтното напрежение и действителното изходно напрежение и се генерира сигнал за грешка. Този сигнал за грешка ще реши работния цикъл на хеликоптера.

Намаляване на температурния ефект
използване на прецесия кондензатор, превключване диод определено може да подобри производителността, но те ще помогнат за цената на проекта.

Заключение на синхронната машина, използваща хеликоптера

В нашия проект ние проектирахме и изпълнихме aевтин и лесен за използване контролер за възбуждане с помощта на Chopper. Целевите потребители на системата са индустрии, изискващи гладък, ефективен и малък контролер, който дава широк диапазон на вариации на напрежението. Този тип проект е наистина полезен в индустриалните области на развиващите се страни като Индия, където енергийната криза е голяма загриженост.
Научихме много чрез проекта. Получихме урок за работа в екип, координация, лидерство, докато преминавахме през различни фази на развитие на проекта. Бяхме предизвикани от сложността на технологиите, необходими за изграждането на системата. Това ни помогна да съпоставим и приложим теоретичните знания, получени в инженерния курс. Никой от нас не е имал опит с електронното управление на двигателя преди проекта. Трябваше бързо да научим различни концепции и техники и да ги приложим в системата. Проектът също така ни даде възможност да натрупаме опит в генерирането на импулсен сигнал и контролната зона на MOSFET. Опитът в този проект значително обогати нашите знания и изостри нашите технически умения.