Servo Voltaj Sabitleyici
Servo Gerilim dengeleyici dengesiz koşullar nedeniyle girişteki dalgalanmalara rağmen dengeli 3 veya tek fazlı voltaj çıkışını korumaya yarayan kapalı devre kontrol mekanizmasıdır. Endüstriyel yüklerin çoğu 3 fazlı endüksiyon motor yükleridir ve gerçek bir fabrika ortamında 3 fazdaki voltaj nadiren dengelenir. Örneğin ölçülen voltajlar 420, 430 ve 440V ise, ortalama 430V ve sapma 10V ise diyelim.
Dengesizliğin yüzdesi şu şekilde verilir:
(10V X 100) / 430V =% 2.3% 1 voltaj dengesizliğinin motor kayıplarını% 5 artıracağı görülmektedir.
Bu nedenle, voltaj dengesizliği motor kayıplarını% 2'den% 90'a çıkarabilir ve dolayısıyla sıcaklık da aşırı miktarda yükselir, bu da daha fazla kayıp ve daha düşük verimlilikle sonuçlanır. Bu nedenle, 3 fazın tamamında dengeli bir çıkış voltajı sağlamak için bir proje yapılması önerilmektedir.
Tek aşama:
İkincisi giriş voltajı ile seri olarak bağlanan Buck-Boost transformatörü (T) adı verilen bir transformatör kullanarak istenen çıkışı elde etmek için Girişe AC voltajının vektör eklenmesi prensibine dayanır. Bunun birincisi, motora monte edilmiş bir değişken transformatörden (R) beslenir. Birincil / ikincil voltaj oranına bağlı olarak, ikincil voltajın indüklenen voltajı, bağlı olarak faz içi veya faz dışı gelir. voltaj dalgalanması . Değişken transformatör genellikle her iki uçtaki giriş beslemesinden beslenirken, sarımın yaklaşık% 20'sinde kademe Buck-Boost transformatörünün birincil için sabit bir nokta olarak alınır. Bu nedenle, otomatik transformatörün değişken noktası, toplama işlemi için kullanılan faz dışı voltajın% 20'sini verirken, giriş voltajıyla eş fazlı olan ve güçlendirme işlemi için kullanılan% 80'i. Değişken transformatörün silecek hareketi, bir çift TRIAC üzerinden beslenen senkron motorun kendi bölünmüş faz sargısına dönme yönüne karar veren bir kontrol devresine çıkış voltajını algılayarak kontrol edilir.
3 Faz Dengeli Giriş Düzeltmesi:
Düşük kapasiteli operasyon için, örneğin yaklaşık 10KVA için, halihazırda, değişken transformatörün kendisi üzerindeki Buck-Boost transformatörünü ortadan kaldıran bir çift sargılı varyakın kullanıldığı görülmektedir. Bu, terazi ikincil sargı için kullanıldığından, bir varilin silecek hareketini 250 derece ile sınırlar. Bu, sistemi ekonomik hale getirse de güvenilirliği açısından ciddi sakıncaları vardır. Endüstri standardı asla böyle bir kombinasyonu kabul etmez. Makul olarak dengelenmiş giriş voltajı alanlarında, üç fazlı servo kontrollü düzelticiler de stabilize çıkış için kullanılırken, bir senkronize motor ve üç fazdan iki fazlı voltajı algılayan tek kontrol kartı tarafından monte edilen tek bir üç fazlı varyak kullanılır. Giriş aşamaları makul bir şekilde dengelenmişse, bu çok daha ekonomik ve kullanışlıdır. Şiddetli dengesizlik meydana gelirken çıktının orantılı olarak dengesiz olması dezavantajına sahiptir.
3 Faz Dengesiz Giriş Düzeltmesi:
Her bir saniyede kullanılan üç seri transformatör (T1, T2, T3), her fazda sabit voltaj sağlamak için giriş besleme voltajından voltaj ekleyen veya çıkaran her fazda bir tane, böylece dengesiz girişten dengeli çıktı. Seri transformatörün primerine giriş, her bir fazdan, her biri sileceği bir ac ayrık faza (2 Bobin) eşzamanlı motora (M1, M2) bağlı olan bir değişken ototransformatörden (Variac) (R1, R2, R3) beslenir. M3). Motor, ekleme veya çıkarma yapmak için fazlı veya faz dışı seri transformatörün primerine varyaktan istenen çıkış voltajını etkinleştirmek için saat yönünde veya saat yönünün tersine dönüş için tristör anahtarlama yoluyla her bobini için ac beslemesi alır. Çıkışta sabit ve dengeli bir voltaj sağlamak için seri transformatörün sekonderinde gerektiği gibi. Çıkıştan kontrol devresine (C1, C2, C3) geri besleme, motoru çalıştırma ihtiyacına göre TRIAC'ı nihai olarak tetiklemek için op-amp'lerden oluşturulan seviye karşılaştırıcıları tarafından sabit bir referans voltajı ile karşılaştırılır.
Bu şema temel olarak bir kontrol devresinden, her faz için bir seri transformatörün bir değişken besleme primerine bağlı 1 tek fazlı servo endüksiyon motorundan oluşur.
- IC 741 tarafından transistörler ve RMS hata sinyali voltaj amplifikasyonu etrafına bağlanmış bir pencere karşılaştırıcıdan oluşan kontrol devresi, Multisim'de düzenlenmiştir ve kapasitör faz kaydırmalı endüksiyon motorunu çalıştıracak TRIAC'lerin ateşlenmesini sağlayan çeşitli giriş çalışma koşulları için simüle edilmiştir Variac silicinin dönüşünü kontrol eden.
- Gerilim dalgalanmalarının maksimum ve minimum değerlerine göre, seri trafo ve kontrol trafoları, projede kullanılmak üzere sarılmadan önce piyasada bulunan demir çekirdek ve süper emaye bakır tel boyutuna uygun standart formül kullanılarak tasarlanır.
Teknoloji:
Dengeli 3 fazlı bir güç sisteminde, tüm gerilimler ve akımlar aynı genliğe sahiptir ve birbirinden 120 derece faz kaydırılır. Bununla birlikte, dengesiz voltajlar ekipman ve elektrik dağıtım sistemi üzerinde olumsuz etkilere neden olabileceğinden pratik olarak mümkün değildir.
Dengesiz koşullar altında, dağıtım sistemi daha fazla kayıp ve ısınma etkisine maruz kalacak ve daha az kararlı olacaktır. Gerilim dengesizliğinin etkisi, endüksiyon motorları, güç elektroniği dönüştürücüleri ve ayarlanabilir hızlı sürücüler (ASD'ler) gibi ekipmanlara da zararlı olabilir. Üç fazlı motorda nispeten küçük bir voltaj dengesizliği yüzdesi, motor kayıplarında önemli bir artışa neden olur ve bu da verimlilikte bir düşüşe neden olur. Gerilim dengesizliği nedeniyle kaybedilen motor gücü azaltılarak birçok uygulamada enerji maliyetleri en aza indirilebilir.
Yüzde Gerilim Dengesizliği NEMA tarafından hat geriliminin ortalama gerilimden sapmasının 100 katı ortalama gerilime bölümü olarak tanımlanır. Ölçülen voltajlar 420, 430 ve 440V ise, ortalama 430V ve sapma 10V'tur.
Yüzde Dengesizlik şu şekilde verilir: (10V * 100 / 430V) =% 2,3
Böylelikle% 1 voltaj dengesizliği motor kayıplarını% 5 artıracaktır.
Bu nedenle, dengesizlik, esas olarak alçak gerilim dağıtım sistemlerini etkileyen ciddi bir güç kalitesi sorunudur ve bu nedenle projede, her fazda büyüklük ile ilgili dengeli gerilimin sürdürülmesi ve böylece dengeli hat geriliminin muhafaza edilmesi önerilmektedir.
GİRİŞ:
AC Voltaj stabilizatörleri, stabilize edilmiş bir a.c. elde etmek içindir. dalgalanma gelen şebekeden besleme. Elektrik, Elektronik ve diğer birçok Endüstrinin, Araştırma kurumlarının Test Laboratuvarları, Eğitim Kurumlarının vb. Her alanında uygulama bulurlar.
Dengesizlik nedir:
Dengesizlik durumu, 3 faz gerilim ve akımlarının aynı genliğe veya aynı faz kaymasına sahip olmadığı durumu ifade eder.
Bu koşullardan biri veya her ikisi karşılanmazsa, sistem dengesiz veya asimetrik olarak adlandırılır. (Bu metinde, dalga formlarının sinüzoidal olduğu ve dolayısıyla harmonik içermediği varsayılmıştır.)
Dengesizliğin nedenleri:
Sistem operatörü, dağıtım şebekesi ile müşterinin dahili ağı arasında PCC'de dengeli bir sistem voltajı sağlamaya çalışır.
Üç fazlı sistemdeki çıkış voltajları, jeneratörlerin çıkış voltajlarına, sistemin empedansına ve yük akımına bağlıdır.
Ancak çoğunlukla senkron jeneratörler kullanıldığından, üretilen voltajlar oldukça simetriktir ve bu nedenle jeneratörler dengesizliğin nedeni olamaz. Düşük voltaj seviyelerindeki bağlantılar genellikle yüksek empedansa sahiptir ve bu da potansiyel olarak daha büyük voltaj dengesizliğine yol açar. Sistem bileşenlerinin empedansı, havai hatların konfigürasyonundan etkilenir.
Gerilim dengesizliğinin sonuçları:
Elektrikli ekipmanın dengesizliğe duyarlılığı bir cihazdan diğerine farklılık gösterir. En yaygın sorunların kısa bir özeti aşağıda verilmiştir:
(a) İndüksiyon makineleri:
Bunlar a.c. büyüklüğü doğrudan ve / veya ters bileşenlerin genliği ile orantılı olan dahili olarak indüklenen dönen manyetik alanlara sahip senkron makineler. Bu nedenle, dengesiz bir besleme durumunda, dönen manyetik alan dairesel yerine eliptik hale gelir. bu nedenle indüksiyon makineleri, voltaj dengesizliği nedeniyle esas olarak üç tür problemle karşı karşıyadır
1. İlk olarak, negatif bileşen sistemin ters dönen manyetik alanı, normal dönen manyetik alana bağlı taban torkundan çıkarılması gereken bir negatif frenleme torku ürettiğinden, makine tam torkunu üretemez. Aşağıdaki şekil, dengesiz besleme altında bir endüksiyon makinesinin farklı tork kayma özelliklerini göstermektedir.
2. İkinci olarak, çift sistem frekansında indüklenen tork bileşenleri nedeniyle yataklar mekanik hasara uğrayabilir.
3. Son olarak, stator ve özellikle rotor aşırı derecede ısınır ve bu da muhtemelen daha hızlı termal yaşlanmaya yol açar. Bu ısı, rotor tarafından görüldüğü gibi hızlı dönen (göreceli anlamda) ters manyetik alan tarafından önemli akımların indüksiyonundan kaynaklanır. Bu ekstra ısınmanın üstesinden gelebilmek için, motorun değerinin düşürülmesi gerekir, bu da daha yüksek güç oranına sahip bir makinenin kurulmasını gerektirebilir.
TEKNO-EKONOMİ:
Voltaj dengesizliği erken motor arızasına neden olabilir, bu da yalnızca sistemin plansız olarak kapatılmasına değil, aynı zamanda büyük ekonomik kayba da neden olur.
Düşük ve yüksek gerilimin motorlar üzerindeki etkileri ve buna bağlı olarak isim plakasında belirtilenler dışında gerilimler kullandığımızda beklenebilecek performans değişiklikleri aşağıda verilmiştir:
Düşük voltajın etkileri:
Bir motor, isim plakası değerinin altındaki voltajlara maruz kaldığında, motorun bazı özellikleri biraz değişecek ve diğerleri önemli ölçüde değişecektir.
Hattan çekilen güç miktarı, sabit bir yük miktarı için sabitlenmelidir.
Motorun çektiği güç miktarı, voltaj ile akım (amper) arasında kabaca bir korelasyona sahiptir.
Aynı miktarda gücü korumak için, besleme voltajı düşükse, akımdaki bir artış telafi görevi görür. Bununla birlikte, daha yüksek akım motorda daha fazla ısının oluşmasına neden olduğu ve sonunda motoru tahrip ettiği için tehlikelidir.
Bu nedenle, düşük voltaj uygulamanın dezavantajları, motorun aşırı ısınması ve motorun hasar görmesidir.
Uygulanan gerilimin karesine dayalı olarak ana yükün (endüksiyon motorları) başlangıç torku, yukarı çekme torku ve çekme torku.
Genel olarak, voltaj değerinden% 10'luk bir azalma, düşük başlangıç torkuna, yukarı çekmeye ve torku çekmeye neden olabilir.
Yüksek voltajın etkileri:
Yüksek voltaj, mıknatısların doygunluğa girmesine neden olarak, motorun demiri mıknatıslamak için aşırı akım çekmesine neden olabilir. Bu nedenle yüksek voltaj hasara da neden olabilir. Yüksek voltaj ayrıca güç faktörünü azaltarak kayıplarda artışa neden olur.
Motorlar, tasarım voltajının üzerindeki voltajda belirli değişiklikleri tolere edecektir. Tasarım voltajının üzerindeki aşırı uçlar, akımın yükselmesine ve buna karşılık gelen ısınma değişikliklerine ve motor ömrünün kısalmasına neden olur.
Voltaj hassasiyeti sadece motorları değil diğer cihazları da etkiler. Rölelerde ve başlatıcılarda bulunan solenoidler ve bobinler, düşük voltajı yüksek voltajdan daha iyi tolere eder. Diğer örnekler, flüoresan, cıva ve yüksek basınçlı sodyum aydınlatma armatürlerinde ve transformatörlerde ve akkor lambalardaki balastlardır.
Genel olarak, tesis zeminindeki voltajı, projede önerilen voltaj stabilizasyonu konseptinin arkasındaki ana konsept olan ekipman derecelendirmelerine yakın bir değere optimize etmek için gelen transformatörlerdeki muslukları değiştirirsek, ekipman için daha iyidir.
Besleme voltajına karar verme kuralları
- Küçük motorlar, büyük motorlara göre aşırı voltaj ve doygunluğa daha duyarlı olma eğilimindedir.
- Tek fazlı motorlar, 3 fazlı motorlara göre aşırı gerilime daha duyarlı olma eğilimindedir.
- U çerçeve motorları, aşırı gerilime T çerçevelerine göre daha az duyarlıdır.
- Üstün verimlilik Super-E motorlar, standart verimli motorlara göre aşırı voltaja karşı daha az hassastır.
- 2 ve 4 kutuplu motorlar, yüksek gerilimden 6 ve 8 kutuplu tasarımlara göre daha az etkilenir.
- Aşırı gerilim, hafif yüklü motorlarda bile amperajı ve sıcaklığı artırabilir
- Düşük veya yüksek voltajla düştükçe verimlilik de etkilenir
- Güç faktörü yüksek voltajla azalır.
- Kalkış akımı daha yüksek voltajla artar.
Biraz mini yaparak çeşitli elektronik kavramlar ve devreler hakkında daha fazla bilgi edinin elektronik projeler mühendislik düzeyinde.
