Anregungssteuerung der Synchronmaschine mit Zerhacker

Synchronmaschine ist eine vielseitige elektrische MaschineMaschinen, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. zur Erzeugung von Energie an den Erzeugungsstationen, zur Konstantdrehzahl, zur Korrektur des Leistungsfaktors usw. Die Leistungsfaktorsteuerung der Synchronmaschine wird durch die Steuerung der Gleichstromanregung der Gleichstrommaschine durchgeführt. Unsere These basiert darauf, wie effizient wir das können Steuerfeldanregung der Synchronmaschine. Die konventionellen Methoden DC erregen dasDie Steuerung der Erregung leidet unter Kühl- und Wartungsproblemen, die mit den Schleifringen, Bürsten und Kommutatoren einhergehen, da die Nennstromgenerator-Nennleistung ansteigt. Der Trend zu modernen Erregungssystemen besteht darin, diese Probleme durch die Minimierung der Anzahl von Schleifkontakten und Bürsten zu verringern. Dieser Trend hat zur Entwicklung einer statischen Erregung unter Verwendung eines Zerhackers geführt. In einem modernen System wird die Umwandlung von der Halbleiterschaltvorrichtung durchgeführt, so dass Dioden, Thyristoren und Transistoren.

In der Leistungselektronik wird eine erhebliche Menge elektrischer Energie verarbeitet. Ein ACDC-Wandler ist die typischste Leistungselektronik.
Der Leistungsbereich reicht typischerweise von einigen zehn Watt bismehrere hundert Watt. In der Industrie wird häufig ein Frequenzumrichter verwendet, der zur Steuerung der Drehzahl des Induktionsmotors verwendet wird. Das Leistungsumwandlungssystem kann nach der Art der Eingangs- und Ausgangsleistung klassifiziert werden.

• AC zu DC (Gleichrichter)
• DC zu AC (Wechselrichter)
• DC zu AC (DC zu DC Wandler)
• AC zu AC (AC zu AC Wandler)

Es behandelt sowohl rotierende als auch statische Gerätezur Erzeugung, Übertragung und Nutzung großer Mengen elektrischer Energie. Ein DC-DC-Wandler ist eine elektronische Schaltung, die eine Gleichstromquelle von einem Spannungspegel in einen anderen umwandelt.
Die Vorteile von elektronischen Leistungswandlern sind wie folgt:

• Hoher Wirkungsgrad aufgrund geringer Verluste in Leistungshalbleiterbauelementen.
• Hohe Zuverlässigkeit des elektronischen Konvertersystems.
• Lange Lebensdauer und weniger Wartung durch das Fehlen beweglicher Teile.
• Flexibilität im Betrieb.
• Schnelle Dynamik im Vergleich zu elektromechanischen Wandlersystemen.

Es gibt auch einige bedeutende Nachteile von elektronischen Leistungswandlern wie die folgenden:

• Schaltungen in der Leistungselektronik neigen dazu, sowohl im Versorgungsnetz als auch im Lastkreis Oberwellen zu erzeugen.
• AC / DC- und DC / AC-Wandler arbeiten unter bestimmten Betriebsbedingungen bei niedrigem Eingangsleistungsfaktor.
• Die Energierückgewinnung ist in einem elektronischen Konvertersystem schwierig.

In diesem Projekt wird die durchschnittliche Spannung über derDas Feld der Synchronmaschine wird mit einem Boost-Chopper gesteuert (es handelt sich um einen DC / DC-Wandler, der eine höhere geregelte Ausgangsspannung als eine feste DC-Eingangsspannung aufweist). MOSFET ist ein leistungselektronisches Halbleiterbauteil, bei dem es sich um einen vollständig gesteuerten Schalter handelt (ein Schalter, dessen Einschalten und Ausschalten beide gesteuert werden können). In dieser Boost-Zerhackerschaltung wird als Schaltelement ein MOSFET verwendet. Der Gate-Anschluss des MOSFET wird durch ein Pulsbreitenmodulationssignal (PWM-Signal) angesteuert. Welches wird unter Verwendung eines Mikrocontrollers erzeugt. Die Versorgungsspannung des Zerhackers wurde durch Umwandlung von einphasigem AC / DC einem Diodenbrückengleichrichter entnommen.
Dieses Schema der Felderregungssteuerung istextrem effizient und kompakt dank des Einsatzes leistungselektronischer Schaltungen. In vielen industriellen Anwendungen, wie z. B. der Regelung der Blindleistung, der Leistungsfaktorverbesserung der Übertragungsleitung muss die Felderregung geändert werden. Dieser Frequenzumrichter nimmt Strom aus einer festen Gleichstromquelle auf und wandelt ihn in eine variable Gleichspannung um. Zerhackersysteme bieten reibungslose Steuerung, hohe Effizienz, schnellere Reaktions- und Regenerationsmöglichkeiten. Grundsätzlich kann ein Chopper als Gleichstromäquivalent eines Wechselstromtransformators betrachtet werden, da er sich identisch verhält. Da der Chopper eine Konvertierung in einer Stufe beinhaltet, sind diese effizienter.

Arbeitsprinzip der Synchronmaschine mit Chopper

Was ist AMP-HTML-Seite?

Um die Einzelheiten des Projektplans zu verstehen, betrachten wir dieses Blockdiagramm
Aus dem obigen Diagramm können wir das für 230V sagenEingang eines Vollwellengleichrichters Die Ausgangsspannung beträgt 146 (Ca.). Die Feldspannung der Maschine beträgt 180 V, daher müssen wir die Spannung durch den Zerhacker erhöhen. Nun wird die eingestellte Gleichspannung in das Feld der Synchronmaschine eingespeist. Die Ausgangsspannung des Zerhackers kann durch Ändern des Tastverhältnisses variiert werden, um einen Impulsgenerator mit einstellbarer Impulsbreite herzustellen. Dies kann mit Hilfe eines Mikrocontrollers erfolgen. Im Mikrocontroller können wir durch Vergleichen eines zufälligen Sequenzsignals mit einer konstanten Größe ein Impulssignal erzeugen. Um jedoch einen Belastungseffekt zu vermeiden, empfiehlt es sich, eine galvanische Trennung zu verwenden, indem wir einen Optokoppler verwenden. In der Zerhackerschaltung wurde ein Kondensator verwendet, um die Welligkeit von der Ausgangsspannung zu entfernen. Es wurde simuliert, dass der Induktor, der in der Chopper-Schaltung verwendet wurde, in der Lage ist, 2-3 A Strom während der Kurzschlussperiode zu verarbeiten. Abgesehen von der gewünschten Ausgangsspannung sollte die Schaltung auch so ausgelegt werden, dass sie allen Fehlerzuständen standhält.

• Für den Überspannungsschutz verwenden wir Metalloxid-Varistoren (MOV), deren Widerstand von der Spannung abhängt.
• Für den Überstromschutz können wir eine erste Strombegrenzungssicherung verwenden.

Um die Qualität der Wellenform zu verbessern, können wir sie verwendenFilterschaltung grundsätzlich L- oder LC-Filter am Ausgang des Brückengleichrichters. Die Diode, die zuvor verwendet wurde, sollte eine geringere Sperrverzögerungszeit haben. Hier können wir eine schnelle Erholungsdiode verwenden.

Werte der verwendeten Schaltungskomponenten
Eingangsgleichspannung = 100V
Impulsspannung = 10 V, Leistung = 40%
Hackfrequenz = 10 KHz
R = 225 Ohm (berechnet aus der Maschinenbewertung)
L = 10 mH
C = 1pF

Aus der Ausgabe erhaltene Daten
Ausgangsspannung: 174 V (Durchschnitt)
Laststrom: 0,775 A (Durchschnitt)
Quellstrom: 0,977 A

Weiterentwicklung der Synchronmaschine mit Chopper

Es gibt noch viel Spielraum für zukünftige Entwicklungen, die das System verbessern und seinen Geschäftswert erhöhen würden.

Geschlossener Regelkreis
Anwendungsbereiche, mit denen sich der Benutzer befasstvariable Last, benötigt ein Regelungsschema, um die Erregung konstant zu halten. Die Referenzspannung und die tatsächliche Ausgangsspannung werden zuerst verglichen und ein Fehlersignal wird generiert. Dieses Fehlersignal bestimmt den Arbeitszyklus des Zerhackers.

Verringerung des Temperatureffekts
Durch den Einsatz eines Präzessionskondensators kann die Schaltdiode die Leistung auf jeden Fall verbessern, sie trägt jedoch zu den Kosten des Projekts bei.

Schlussfolgerung der Synchronmaschine mit Chopper

In unserem Projekt haben wir eine konzipiert und umgesetztkostengünstiger und benutzerfreundlicher Erregungsregler mit Chopper. Die Zielbenutzer des Systems sind Industrien, die einen glatten, effizienten und kleinen Controller benötigen, der einen breiten Spannungsschwankungsbereich bietet. Diese Art von Projekt ist in den Industriebereichen von Entwicklungsländern wie Indien sehr nützlich, wo die Energiekrise ein großes Problem darstellt.
Wir haben durch das Projekt viel gelernt. Wir haben die Lektion von Teamarbeit, Koordination und Führung gelernt, während wir verschiedene Phasen der Projektentwicklung durchlaufen haben. Die Komplexität der zum Aufbau des Systems erforderlichen Technologien hat uns herausgefordert. Dies half uns, das theoretische Wissen, das wir im Ingenieurstudium erworben haben, miteinander zu verknüpfen und anzuwenden. Keiner von uns hatte vor dem Projekt Erfahrung mit der elektronischen Motorsteuerung. Wir mussten verschiedene Konzepte und Techniken schnell erlernen und im System anwenden. Das Projekt bot uns auch die Chance, Erfahrungen mit der Erzeugung von Impulssignalen und der Leistungs-MOSFET-Steuerung zu sammeln. Diese Projekterfahrung hat unser Wissen sehr bereichert und unsere technischen Fähigkeiten verbessert.