使用斩波器的同步机的激励控制

同步电机是一种多功能电机,它在各种领域中使用,如它用于在发电站产生电力,以实现恒定速度,功率因数校正等通过控制其DC场励磁来完成同步机的功率因数控制。我们的论文是基于它,我们如何有效同步机的控制场励磁

用于控制激励的传统方法DC Excite患有与滑环,刷子和换向器相关的冷却和维护问题交流发电机评分升高,通过最小化滑动触点和刷子的数量,现代励磁系统的趋势一直在减少这种问题。

这种趋势导致了通过使用的静态激励的发展砍刀。在现代系统中,转换由半导体切换设备二极管晶闸管晶体管。在电力电子器件大量的电能下处理。AC \ DC转换器是最典型的电力电子设备。

功率范围通常来自几十瓦到几百瓦。在工业中,共同应用是可变速度驱动器,用于控制速度感应电动机。功率转换系统可以根据输入和输出功率的类型进行分类。

  • AC到DC(整流器
  • DC到AC(逆变器
  • DC到AC(DC到DC转换器)
  • 交流(AC到AC转换器)

它涉及旋转和静态设备,用于发电,传输,利用大量电力。DC-DC转换器是电子电路,可从一个转换直流电源电压水平到另一个。
电力电子转换器的优点如下 -

  • 由于功率半导体器件低损耗导致的高效率。
  • 电力电子转换器系统的高可靠性。
  • 由于缺乏活动部件,寿命长,维护较少。
  • 操作中的灵活性。
  • 与机电转换器系统相比快速动态响应。

电力电子转换器也有一些显着的缺点,如下所示 -

  • 电力电子系统中的电路具有在供应系统中产生谐波的趋势以及负载电路。
  • AC至DC和DC到AC转换器以低输入运行功率因数在某些操作条件下。
  • 电力电子转换器系统难以再生功率。

在这个项目中,通过使用升压斩波器来控制同步机器领域的平均电压(它是一个直流转换器从固定输入直流电压具有更高水平的受控输出电压)。

MOSFET是一种电力电子半导体器件,该电源是一个完全控制的开关(可以控制其开启和关闭的开关)。Mosfet.用作该升压斩波电路中的开关装置。MOSFET的栅极端子由脉冲宽度调制(PWM)信号驱动。通过使用微控制器生成。电源电压砍刀通过转换单相AC / DC,从二极管桥式整流器中取出。

由于电力电子电路的参与,该场励磁控制的这种方案非常有效且紧凑。在许多工业应用中,如无功功率控制,功率因数改进传输线它需要改变现场激励。

此驱动器从固定的直流源采用电源,并将其转换为可变直流电压。斩波系统提供平稳的控制,高效率,更快的响应和再生设施。基本上,斩波器可以被认为是AC变压器的直流等效物,因为它们以相同的方式行事。作为斩波器涉及一个阶段转换,这些更有效。

同步机使用斩波器的工作原理

要了解项目计划的详细信息,让我们考虑以下框图:

同步机使用斩波器的工作原理 从上图来看,我们可以说,对于230V输入全波整流器,输出电压为146(约。)机器的现场电压为180V,因此我们必须加大电压虽然加压斩波器。现在调整后的直流电压被送到同步机的字段。斩波器的输出电压可以通过改变占空比来改变占空比,因此我们必须制造可调节脉冲宽度的脉冲发生器,这可以通过微控制器的帮助来完成。

在微控制器中,通过将随机序列信号与恒定幅度进行比较,我们可以产生脉冲信号,但是为了避免加载效果,这是建议我们使用光耦合器的电气隔离。一种电容器已在斩波电路中使用,以便从输出电压上移除纹波。它已经模拟了电感器已在斩波电路中使用的应该能够处理2-3 a当前的在短路期间。除了所需的输出电压外,还应该设计电路,以便它可以承受任何故障状态。

  • 对于过电压保护,我们将使用金属氧化物压敏电阻(MOV)抵抗性取决于电压。
  • 对于过电流保护,我们可以使用首先使用最新的限制保险丝

为了提高波形的质量,我们可以在桥式整流器的输出端基础上使用滤波器电路L或LC滤波器。在此应该具有较少的反向恢复时间的二极管,我们可以使用快速恢复二极管。

已使用的电路组件的值
输入直流电压= 100V
脉冲电压= 10V,占空比= 40%
斩波频率= 10 kHz
r = 225欧姆(从机器额定值计算)
l = 10mh.
c = 1pf.

从输出获得的数据
输出电压:174 V(平均值)
负载电流:0.775 A(平均值)
源电流:0.977 a

使用斩波器的同步机的进一步开发

未来发展仍有很多空间,将提升系统并增加其业务价值。

闭环控制
应用领域的用户处理可变负载,需要闭环控制方案来维持恒定的激励。首先比较参考电压和实际输出电压,并且产生误差信号。此错误信号将决定占空比砍刀

降低温度效应
使用精密电容器,开关二极管肯定可以提高性能,但它们将有助于项目的成本。

斩波器同步机的结论

在我们的项目中,我们设计并实施了使用斩波器的低成本和用户友好的励磁控制器。该系统的目标用户是需要平滑,高效和小型控制器的行业,其提供了很多电压变化。这种类型的项目在印度等发展中国家的工业领域非常有用,能源危机是一个很大的关注。

我们通过该项目学到了很多东西。我们通过各种阶段开展项目的团队工作,协调,领导力的课程。我们受到构建系统所需的复杂性的挑战。这有助于我们共同关联和应用我们在工程课程中获得的理论知识。

我们都没有在项目前对电机的电子控制经验。我们需要快速了解不同的概念和技术,并在系统中应用它们。该项目还为我们提供了机会,以累积在脉冲信号产生的经验和功率MOSFET.控制区域。该项目经验极大地丰富了我们的知识并提高了我们的技术技能。

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