การควบคุมการกระตุ้นของเครื่องซิงโครนัสโดยใช้ชอปเปอร์

เครื่องซิงโครนัสเป็นไฟฟ้าอเนกประสงค์เครื่องจักรที่ใช้ในด้านต่าง ๆ เช่นการใช้เพื่อสร้างพลังงานที่สถานีสร้างสำหรับความเร็วคงที่การแก้ไขตัวประกอบกำลังเป็นต้นการควบคุมตัวประกอบกำลังของเครื่องซิงโครนัสทำได้โดยการควบคุมการกระตุ้นสนาม DC วิทยานิพนธ์ของเราตั้งอยู่บนพื้นฐานของความสามารถที่มีประสิทธิภาพ การกระตุ้นสนามควบคุมของเครื่องซิงโครนัส. วิธีการทั่วไป DC ตื่นเต้นซึ่งเป็นใช้ในการควบคุมการกระตุ้นจากความร้อนและปัญหาการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับแหวนลื่นแปรงและกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นกระแสสลับแนวโน้มสู่ระบบการกระตุ้นที่ทันสมัยได้รับการลดปัญหานี้โดยลดจำนวนติดต่อเลื่อนและแปรง แนวโน้มนี้นำไปสู่การพัฒนาของการกระตุ้นแบบคงที่โดยใช้ชอปเปอร์ ในระบบที่ทันสมัยการแปลงจะดำเนินการโดยอุปกรณ์เปลี่ยนเซมิคอนดักเตอร์เช่นไดโอดไทริสเตอร์และทรานซิสเตอร์

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกำลังประมวลผลพลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ตัวแปลง ACDC เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังทั่วไปส่วนใหญ่
โดยทั่วไปช่วงกำลังงานจากหลายสิบวัตต์ถึงหลายร้อยวัตต์ ในอุตสาหกรรมการใช้งานทั่วไปคือไดรฟ์ความเร็วตัวแปรที่ใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ระบบแปลงพลังงานสามารถจำแนกได้ตามประเภทของอินพุตและเอาต์พุตพลังงาน

• AC เป็น DC (rectifier)
• กระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (อินเวอร์เตอร์)
• DC เป็น AC (ตัวแปลง DC เป็น DC)
• AC เป็น AC (AC เป็น AC converter)

มันเกี่ยวกับอุปกรณ์หมุนและคงสำหรับการสร้างการส่งการใช้ประโยชน์ของพลังงานไฟฟ้าในปริมาณมหาศาล ตัวแปลง DC-DC เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลงแหล่งกำเนิดของกระแสตรงจากระดับแรงดันหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง
ข้อดีของการแปลงพลังงานไฟฟ้ามีดังนี้ -

• ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากสูญเสียต่ำในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำไฟฟ้า
• ระบบแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง
• อายุการใช้งานยาวนานและบำรุงรักษาน้อยลงเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว
• ความยืดหยุ่นในการใช้งาน
• การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็วเมื่อเทียบกับระบบแปลงไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังมีข้อเสียที่สำคัญบางประการของตัวแปลงสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์กำลังดังต่อไปนี้ -

• วงจรในระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังมีแนวโน้มที่จะสร้างฮาร์มอนิกในระบบจ่ายไฟฟ้าและโหลดวงจร
• AC เป็น DC และ DC เป็น AC converter ทำงานที่ปัจจัยพลังงานอินพุตต่ำภายใต้เงื่อนไขการใช้งานบางอย่าง
• การสร้างพลังงานใหม่ทำได้ยากในระบบแปลงพลังงานไฟฟ้า

ในโครงการนี้แรงดันเฉลี่ยทั่วทั้งเขตข้อมูลของเครื่องซิงโครนัสถูกควบคุมโดยใช้ Boost chopper (เป็นตัวแปลง DC เป็น DC ซึ่งมีระดับแรงดันเอาต์พุตควบคุมจากระดับแรงดัน DC คงที่) MOSFET เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์กำลังซึ่งเป็นสวิตช์ที่ควบคุมได้อย่างสมบูรณ์ (สวิตช์ที่สามารถเปิดและปิดสวิตช์ได้ทั้งคู่) MOSFET ใช้เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนในวงจร Boost chopper gate gate ของ MOSFET นั้นขับเคลื่อนด้วยสัญญาณการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ แรงดันไฟฟ้าของตัวสับถูกนำมาจากไดโอดบริดจ์ไดโอดโดยการแปลงเฟสเดียว AC / DC
รูปแบบของการควบคุมการกระตุ้นภาคสนามนี้คือขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากเนื่องจากการมีส่วนร่วมของวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ในงานอุตสาหกรรมหลายประเภทเช่นการควบคุมพลังงานแบบรีแอกทีฟการปรับปรุงตัวประกอบกำลังของสายส่งจำเป็นต้องเปลี่ยนการกระตุ้นภาคสนาม ไดรฟ์นี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายกระแสตรงคงที่และแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงผันแปร ระบบ Chopper มอบการควบคุมที่ราบรื่นประสิทธิภาพสูงการตอบสนองที่รวดเร็วขึ้นและระบบการสร้างใหม่ โดยพื้นฐานแล้ว Chopper อาจถูกพิจารณาว่าเป็น DC เทียบเท่ากับหม้อแปลง AC เนื่องจากมันทำงานในลักษณะเดียวกัน เนื่องจากชอปเปอร์เกี่ยวข้องกับการแปลงสเตจเดียวจึงมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หลักการทำงานของเครื่องซิงโครนัสโดยใช้ Chopper

หน้า AMP HTML คืออะไร

เพื่อทำความเข้าใจรายละเอียดของแผนโครงการให้พิจารณาแผนภาพบล็อกนี้ -
จากแผนภาพด้านบนเราสามารถพูดได้ว่าสำหรับ 230Vอินพุตของวงจรเรียงกระแสคลื่นเต็มรูปแบบแรงดันไฟฟ้าออกเป็น 146 (ประมาณ) แรงดันสนามของเครื่องคือ 180V ดังนั้นเราต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าแม้ว่าจะเพิ่มแรงดันขึ้น ตอนนี้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ปรับแล้วจะถูกป้อนไปยังสนามของเครื่องซิงโครนัส แรงดันเอาท์พุทของตัวสับสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนรอบการทำงานเพื่อให้เราต้องสร้างตัวกำเนิดสัญญาณพัลส์ของความกว้างพัลส์ที่ปรับได้และสามารถทำได้ด้วยความช่วยเหลือของไมโครคอนโทรลเลอร์ ในไมโครคอนโทรลเลอร์โดยการเปรียบเทียบสัญญาณลำดับแบบสุ่มกับขนาดคงที่เราสามารถสร้างสัญญาณพัลส์ แต่เพื่อหลีกเลี่ยงผลการโหลดจะแนะนำให้มีการแยกทางไฟฟ้าเพื่อทำสิ่งนี้เรากำลังใช้ตัวต่อ Opto ตัวเก็บประจุถูกใช้ในวงจรสับเพื่อที่จะเอาระลอกออกจากแรงดันเอาต์พุต มีการจำลองว่าตัวเหนี่ยวนำที่ใช้ในวงจรสับควรมีความสามารถในการจัดการกระแส 2-3 A ในช่วงระยะเวลาลัดวงจร นอกเหนือจากแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเราควรออกแบบวงจรเพื่อให้สามารถทนต่อสภาพความผิดปกติใด ๆ

• สำหรับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินเราจะใช้โลหะออกไซด์วาริสเตอร์ (MOV) ซึ่งความต้านทานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า
• สำหรับการป้องกันกระแสเกินเราสามารถใช้ Fuse จำกัด กระแสไฟฟ้าที่ทำหน้าที่แรก

เพื่อปรับปรุงคุณภาพของรูปคลื่นที่เราสามารถใช้ได้วงจรกรองโดยทั่วไปตัวกรอง L หรือ LC ที่เอาท์พุทของวงจรเรียงกระแสบริดจ์ ไดโอดที่ได้รับควรมีเวลาในการกู้คืนน้อยกว่าที่นี่เราสามารถใช้ไดโอดกู้คืนที่รวดเร็ว

ค่าของส่วนประกอบวงจรที่มีการใช้
อินพุตแรงดัน DC = 100V
แรงดันไฟฟ้าของพัลส์ = 10V, หน้าที่ = 40%
ความถี่ในการเขียง = 10 KHz
R = 225 ohm (คำนวณจากคะแนนของเครื่อง)
L = 10mH
C = 1pF

ข้อมูลที่ได้จากการส่งออก
แรงดันขาออก: 174 V (เฉลี่ย)
โหลดปัจจุบัน: 0.775 A (เฉลี่ย)
แหล่งที่มาปัจจุบัน: 0.977 A

การพัฒนาเครื่องซิงโครนัสต่อไปโดยใช้ชอปเปอร์

ยังมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการพัฒนาในอนาคตที่จะปรับปรุงระบบและเพิ่มมูลค่าทางธุรกิจ

การควบคุมวงปิด
พื้นที่แอปพลิเคชันที่ผู้ใช้ติดต่อด้วยโหลดตัวแปรต้องการรูปแบบการควบคุมวงปิดเพื่อรักษาการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง การอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าและแรงดันเอาต์พุตที่แท้จริงจะถูกเปรียบเทียบก่อนและสร้างสัญญาณข้อผิดพลาด สัญญาณข้อผิดพลาดนี้จะตัดสินรอบการทำงานของเฮลิคอปเตอร์

ลดผลกระทบของอุณหภูมิ
การใช้ตัวเก็บประจุ precession ไดโอดสลับสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างแน่นอน แต่พวกเขาจะช่วยค่าใช้จ่ายของโครงการ

บทสรุปของเครื่องซิงโครนัสโดยใช้ Chopper

ในโครงการของเราเราออกแบบและดำเนินการอุปกรณ์ควบคุมการกระตุ้นด้วยต้นทุนต่ำและใช้งานง่ายโดยใช้ Chopper ผู้ใช้เป้าหมายของระบบคืออุตสาหกรรมที่ต้องการตัวควบคุมที่ราบรื่นมีประสิทธิภาพและมีขนาดเล็กซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย โครงการประเภทนี้มีประโยชน์จริง ๆ ในสาขาอุตสาหกรรมของประเทศกำลังพัฒนาเช่นอินเดียซึ่งวิกฤตพลังงานเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง
เราได้เรียนรู้มากมายผ่านโครงงาน เราได้รับบทเรียนจากการทำงานเป็นทีมการประสานงานความเป็นผู้นำในขณะที่ต้องผ่านขั้นตอนต่าง ๆ ของการพัฒนาโครงการ เราถูกท้าทายด้วยความซับซ้อนของเทคโนโลยีที่จำเป็นในการสร้างระบบ สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถเชื่อมโยงและใช้ความรู้เชิงทฤษฎีที่เราได้รับในหลักสูตรวิศวกรรม พวกเราไม่มีใครเคยมีประสบการณ์กับการควบคุมมอเตอร์ของมอเตอร์ก่อนโครงการ เราจำเป็นต้องเรียนรู้แนวคิดและเทคนิคต่าง ๆ อย่างรวดเร็วและนำไปใช้ในระบบ โครงการยังเปิดโอกาสให้เราได้สะสมประสบการณ์ในการสร้างสัญญาณพัลส์และพื้นที่ควบคุม MOSFET ประสบการณ์โครงงานนี้ได้เพิ่มพูนความรู้และเสริมทักษะทางเทคนิคของเรา