Серво напон стабилизатор
За серво стабилизатор напона је контролни механизам затворене петље који служи за одржавање уравнотеженог 3 или једнофазног излазног напона упркос флуктуацијама на улазу услед неуравнотежених услова. Већина индустријских оптерећења су трофазни асинхронски мотори, ау стварном фабричком окружењу напон у 3 фазе је ретко уравнотежен. Рецимо, на пример, ако су измерени напони 420, 430 и 440В, просек је 430В, а одступање 10В.
Проценат неравнотеже дат је са
(10В Кс 100) / 430В = 2,3% Видљиво је да ће 1% дебаланс напона повећати губитке мотора за 5%.
Тако неравнотежа напона може повећати губитке мотора са 2% на 90%, а самим тим и температура се повећава за прекомерну количину што резултира даљим повећаним губицима и смањеном ефикасношћу. Стога се предлаже да се започне пројекат одржавања уравнотеженог излазног напона у све 3 фазе.
Монофазни:
Заснован је на принципу векторског додавања напона А.Ц на улаз да би се добио жељени излаз помоћу трансформатора названог Буцк-Боост трансформатор (Т), чији је секундарни прикључак серијски повезан са улазним напоном. Примарни од истог напаја се од моторног варијабилног трансформатора (Р). У зависности од односа примарног и секундарног напона, индуковани напон секундарног долази у фази или ван фазе на основу колебање напона . Променљиви трансформатор се обично напаја из улазног напајања на оба краја, док се одвајање на око 20% намотаја узима као фиксна тачка за примарни део Буцк-Боост трансформатора. Према томе, променљива тачка ауто-трансформатора може да испоручи 20% ванфазног напона који се користи за успоравање, док је 80% у фази са улазним напоном и користи се за појачани рад. Кретање брисача променљивог трансформатора контролише се осетом излазног напона на управљачки круг који одлучује смер ротације синхроног мотора напајаног кроз пар ТРИАЦ-а до његовог намотаја подељене фазе.
3-фазна уравнотежена корекција улаза:
За рад са малим капацитетом, рецимо око 10КВА, тренутно се види да се користи варијабил са двоструком намотавањем елиминишући Буцк-Боост трансформатор на самом променљивом трансформатору. Ово ограничава кретање брисача променљиве на 250 степени, јер се вага користи за секундарни намотај. Иако ово чини систем економичним, он има озбиљне недостатке у погледу његове поузданости. Индустријски стандард никада не прихвата такву комбинацију. У областима разумно уравнотеженог улазног напона, трофазни серво-контролисани коректори се такође користе за стабилизовани излаз, док се користи једнофазни трофазни варијац монтиран једним синхроним мотором и једном контролном картицом која детектује двофазни напон од три. Ово је много економичније и корисније ако су улазне фазе разумно уравнотежене. Има недостатак да је док се одвија озбиљно неуравнотеженост излаз пропорционално неуравнотежен.
3-фазна неуједначена корекција улаза:
Три серијска трансформатора (Т1, Т2, Т3), од којих се користи свака секунда, по један у свакој фази који додаје или одузима напон од улазног напона за испоруку константног напона у свакој фази, чиме се постиже уравнотежени излаз из неуравнотеженог улаза. Улаз у примар серијског трансформатора напаја се из сваке фазе из једног по једног променљивог аутотрансформатора (Вариац) (Р1, Р2, Р3) од којих је сваки брисач повезан са синхроним мотором на наизменичну струју (2 завојнице) (М1, М2 М3). Мотор прима напајање наизменичном струјом за сваку своју завојницу преко тиристорског пребацивања за ротацију у смеру кретања казаљке на сату или у смеру супротном од кретања казаљке на сату, како би омогућио жељени излазни напон од променљиве до примарног дела серијског трансформатора, било у фази или ван фазе, да би извршио сабирање или одузимање како је потребно на секундару серијског трансформатора за одржавање константног и уравнотеженог напона на излазу. Повратне информације са излаза у управљачки круг (Ц1, Ц2, Ц3) упоређују се са фиксним референтним напоном помоћу упоредних нивоа формираних од оп-појачала да би на крају покренули ТРИАЦ према потреби за покретањем мотора.
Ова шема се углавном састоји од управљачког круга, једнофазног серво асинхроног мотора повезаног са променљивим напајањем примарног серијског трансформатора за сваку фазу.
- Контролни круг који се састоји од прозорског компаратора ожиченог око транзистора и појачавања ефективног напона сигнала грешке помоћу ИЦ 741 постављен је у Мултисим и симулиран је за различите радне услове улаза осигуравајући да је пуцање ТРИАЦ-а који би управљали фазно помакнутим индукционим мотором потребан смјер који контролише ротацију брисача варијац.
- На основу максималних и минималних вредности флуктуација напона, серијски трансформатор и управљачки трансформатори су пројектовани користећи стандардну формулу која се подудара са комерцијално доступним гвозденим језгром и супер емајлираном бакарном жицом пре намотавања исте за употребу у пројекту.
Технологија:
У уравнотеженом трофазном електроенергетском систему сви напони и струје имају исту амплитуду и фазно су померани за 120 степени један од другог. Међутим, то практично није могуће јер неуравнотежени напони могу резултирати штетним ефектима на опрему и електрични дистрибутивни систем.
У неуравнотеженим условима, дистрибутивни систем ће претрпети више губитака и ефеката грејања и биће мање стабилан. Ефекат неравнотеже напона такође може бити штетан за опрему као што су асинхрони мотори, електронски претварачи снаге и погони подесиве брзине (АСД). Релативно мали проценат неравнотеже напона код трофазног мотора резултира значајним повећањем губитака мотора, што за собом повлачи и смањење ефикасности. Трошкови енергије могу се умањити у многим апликацијама смањењем снаге мотора изгубљене услед неравнотеже напона.
Проценат неравнотеже напона дефинише НЕМА као 100 пута веће одступање линијског напона од просечног напона подељеног са просечним напоном. Ако су измерени напони 420, 430 и 440В, просек је 430В, а одступање 10В.
Проценат неравнотеже је дат са (10В * 100 / 430В) = 2,3%
Тако ће дебаланс напона од 1% повећати губитке мотора за 5%.
Отуда је неравнотежа озбиљан проблем квалитета електричне енергије, који углавном утиче на нисконапонске дистрибутивне системе, па се стога у пројекту предлаже одржавање уравнотеженог напона с обзиром на величину у свакој фази, чиме се одржава уравнотежени линијски напон.
УВОД:
А.Ц. Стабилизатори напона су намењени добијању стабилизованог наизменичног напона напајање из флуктуационе долазне мреже. Проналазе примену у свим областима електротехнике, електронике и многим другим индустријама, истраживачким институцијама, лабораторијама за испитивање, образовним институцијама итд.
Шта је неравнотежа:
Услов неравнотеже односи се на стање када трофазни напони и струје немају исту амплитуду нити исти фазни помак.
Ако један или оба ова услова нису испуњени, систем се назива неуравнотежен или асиметричан. (У овом тексту се имплицитно претпоставља да су таласни облици синусоидни и да стога не садрже хармонике.)
Узроци неравнотеже:
Оператер система покушава да обезбеди уравнотежени системски напон на ПЦЦ између дистрибутивне мреже и интерне мреже купца.
Излазни напони у трофазном систему зависе од излазних напона генератора, импедансе система и струје оптерећења.
Међутим, пошто се углавном користе синхрони генератори, генерисани напони су високо симетрични, па генератори не могу бити узрок неравнотеже. Прикључци на нижим нивоима напона обично имају високу импедансу што доводи до потенцијално веће дисбаланса напона. На импедансу компонената система утиче конфигурација надземних водова.
Последице неравнотеже напона:
Осетљивост електричне опреме на неуравнотеженост разликује се од једног уређаја до другог. Кратки преглед најчешћих проблема дат је у наставку:
(а) Индукционе машине:
То су а.ц. синхроне машине са интерно индукованим обртним магнетним пољима, чија је величина пропорционална амплитуди директних и / или инверзних компоненти. Стога у случају неуравнотеженог напајања, обртно магнетно поље постаје елиптично уместо кружно. стога се индукционе машине углавном суочавају са три врсте проблема због неравнотеже напона
1. Прво, машина не може да произведе свој пуни обртни моменат јер инверзно обртно магнетно поље система негативне секвенце производи негативни обртни моменат кочења који се мора одузети од основног обртног момента повезаног са нормалним обртним магнетним пољем. Следећа слика приказује различите карактеристике клизања обртног момента индукционе машине под неуравнотеженим напајањем
2. Друго, лежајеви могу претрпети механичка оштећења због компонената индукованог момента на двострукој системској фреквенцији.
3. Коначно, статор и, посебно, ротор се прекомерно загревају, што може довести до бржег термичког старења. Ова топлота је узрокована индукцијом значајних струја брзим ротирајућим (у релативном смислу) инверзним магнетним пољем, какво види ротор. Да би могао да изађе на крај са овим додатним грејањем, мотор мора бити одбијен, што може захтевати уградњу машине веће снаге.
ТЕХНО-ЕКОНОМИЈА:
Неравнотежа напона може проузроковати превремени квар мотора, што не само да доводи до непланираног искључивања система већ и до великих економских губитака.
Ефекти ниског и високог напона на моторе и с тим повезане промене перформанси које се могу очекивати када користимо напоне који нису забележени на плочици са подацима наведени су на следећи начин:
Ефекти ниског напона:
Када је мотор под напоном испод номиналне вредности, неке од карактеристика мотора ће се мало променити, а друге драматично.
Количина енергије која се црпи из линије мора бити фиксна за фиксну количину терета.
Количина снаге коју мотор црпи има грубу корелацију са напоном на струју (ампере).
Да би се задржала иста количина енергије, ако је напон напајања низак, повећање струје делује као компензација. Међутим, опасно је јер већа струја доводи до накупљања више топлоте у мотору, што на крају уништава мотор.
Стога су недостаци примјене ниског напона прегревање мотора и мотор је оштећен.
Почетни обртни моменат, обртни моменат и обртни моменат извлачења већег оптерећења (индукциони мотори), на основу примењеног напона у квадрату.
Генерално, смањење од 10% у односу на номинални напон може довести до малог обртног момента покретања, момента повлачења и извлачења.
Ефекти високог напона:
Високи напон може проузроковати засићење магнета, што доводи до тога да мотор повлачи прекомерну струју да магнетизује гвожђе. Стога високи напон такође може довести до оштећења. Високи напон такође смањује фактор снаге, узрокујући повећање губитака.
Мотори ће толерисати одређене промене напона изнад пројектног напона. Када екстреми изнад пројектног напона доведу до пораста струје са одговарајућим променама у грејању и скраћивањем животног века мотора.
Осетљивост на напон утиче не само на моторе већ и на друге уређаје. Соленоиди и намотаји који се налазе у релејима и стартерима толеришу ниски напон боље од високог напона. Други примери су пригушнице у флуоресцентним, живиним и натријумовим светлосним уређајима и трансформаторима и лампама са жарном нити.
Све у свему, за опрему је боље ако променимо славине на долазним трансформаторима како бисмо напон на поду постројења оптимизовали на нешто близу оцене опреме, што је главни концепт предложеног концепта стабилизације напона у пројекту.
Правила за одређивање напона напајања
- Мали мотори имају тенденцију да буду осетљивији на пренапон и засићење од великих мотора.
- Једнофазни мотори имају тенденцију да буду осетљивији на пренапонски напон од 3-фазних мотора.
- У-рам мотори су мање осетљиви на пренапон него Т-рамови.
- Премиум ефикасност Супер-Е мотори мање су осетљиви на пренапонски напон него стандардни мотори.
- 2 и 4-полни мотори имају тенденцију мањег утицаја високог напона од 6-и и 8-полних конструкција.
- Пренапонски напон може повећати струју и температуру чак и на мало оптерећеним моторима
- На ефикасност такође утиче јер се смањује ниским или високим напоном
- Фактор снаге се смањује са високим напоном.
- Ударна струја расте са вишим напоном.
Дођите до више знања о разним електронским концептима и струјним круговима радећи неки мини електронски пројекти на инжењерском нивоу.
