Penstabil Voltan Servo

Penstabil Voltan Servo

Untuk servo penstabil voltan adalah mekanisme kawalan gelung tertutup yang berfungsi untuk mengekalkan output voltan 3 atau fasa tunggal yang seimbang walaupun terdapat turun naik pada input kerana keadaan yang tidak seimbang. Sebilangan besar beban industri adalah beban motor aruhan 3 fasa dan dalam persekitaran kilang yang sebenar, voltan dalam 3 fasa jarang seimbang. Katakan misalnya jika voltan yang diukur adalah 420, 430, dan 440V, rata-rata adalah 430V dan sisihannya adalah 10V.

Peratusan ketidakseimbangan diberikan oleh

(10V X 100) / 430V = 2.3% Dilihat bahawa ketidakseimbangan voltan 1% akan meningkatkan kehilangan motor sebanyak 5%.

Oleh itu, ketidakseimbangan voltan dapat meningkatkan kehilangan motor dari 2% hingga 90% dan oleh itu suhu juga meningkat dengan jumlah yang berlebihan yang mengakibatkan peningkatan kerugian dan penurunan kecekapan. Oleh itu, dicadangkan untuk mengambil projek untuk mengekalkan voltan output yang seimbang dalam ketiga-tiga fasa.

Fasa Tunggal:

Ia didasarkan pada prinsip penambahan vektor voltan A.C ke Input untuk mendapatkan output yang diinginkan menggunakan transformer yang disebut Buck-Boost transformer (T), yang kedua dihubungkan secara bersiri dengan voltan input. Utama yang sama diberi makan dari transformer pemboleh ubah yang dipasang pada motor (R). Bergantung pada nisbah voltan primer ke sekunder, voltan terpengaruh sekunder datang sama ada dalam fasa atau keluar dari fasa berdasarkan turun naik voltan . Transformer berubah biasanya diberi makan dari bekalan input di kedua hujungnya sambil mengetuk sekitar 20% belitan diambil sebagai titik tetap untuk primer pengubah Buck-Boost. Oleh itu, titik berubah dari transformer automatik mampu memberikan 20% daripada voltan fasa yang digunakan untuk operasi bucking sementara 80% yang berada dalam fasa dengan voltan masukan dan digunakan untuk meningkatkan operasi. Pergerakan pengelap pengubah berubah dikawal dengan merasakan voltan output ke litar kawalan yang menentukan arah putaran motor segerak yang disalurkan melalui sepasang TRIAC ke penggulungan fasa terbelahnya.

Pembetulan Input Seimbang 3 Fasa:

Untuk operasi berkapasiti rendah katakan kira-kira 10KVA, pada masa ini dapat dilihat bahawa varikos luka ganda digunakan menghilangkan pengubah Buck-Boost pada transformer pemboleh ubah itu sendiri. Ini menyekat pergerakan pengelap varikos hingga 250 darjah kerana keseimbangan digunakan untuk penggulungan sekunder. Walaupun ini menjadikan sistem ini ekonomik, ia mempunyai kelemahan serius dari segi kebolehpercayaannya. Piawaian industri tidak pernah menerima gabungan sedemikian. Di kawasan voltan masukan yang cukup seimbang, pembetulan servo terkawal tiga fasa juga digunakan untuk output stabil sedangkan varian tiga fasa tunggal digunakan dipasang oleh satu motor segerak dan kad kawalan tunggal yang merasakan voltan dua fasa daripada tiga. Ini jauh lebih ekonomik dan berguna sekiranya fasa input seimbang. Ia mempunyai kelemahan bahawa sementara ketidakseimbangan yang teruk berlaku, outputnya tidak seimbang.

Pembetulan Input Tidak Fasa 3 Fasa:

Tiga siri transformer (T1, T2, T3), masing-masing detik digunakan, satu dalam setiap fasa yang sama ada menambah atau mengurangkan voltan dari voltan bekalan input untuk memberikan voltan malar dalam setiap fasa sehingga menjadikan output seimbang dari input tidak seimbang. Input ke primer transformer siri diberi makan dari setiap fasa dari satu setiap pemboleh ubah autotransformer (Variac) (R1, R2, R3) yang masing-masing pengelapnya digabungkan dengan motor sinkron fasa split (2 Coils) (M1, M2 M3). Motor menerima bekalan ac untuk setiap gegelungnya melalui pensuisan thyristor untuk putaran mengikut arah jam atau lawan jam untuk membolehkan voltan keluaran yang diingini dari variac ke primer transformer siri, sama ada dalam fasa atau di luar fasa, untuk melakukan penambahan atau pengurangan seperti yang diperlukan pada sekunder transformer siri untuk mengekalkan voltan tetap dan seimbang pada output. Maklum balas dari output ke rangkaian kawalan (C1, C2, C3) dibandingkan dengan voltan rujukan tetap oleh pembanding tahap yang terbentuk daripada op-amp untuk akhirnya mencetuskan TRIAC sesuai dengan keperluan untuk menggerakkan motor.

Skema ini terutamanya terdiri daripada litar kawalan, motor induksi servo fasa tunggal yang digabungkan dengan primer pemberian makan varian dari transformer siri untuk setiap fasa.

• Litar kawalan yang terdiri daripada pembanding tetingkap berwayar di sekitar transistor dan penguat voltan isyarat ralat RMS oleh IC 741 dipasang di Multisim dan disimulasikan untuk pelbagai keadaan operasi input memastikan penembakan TRIAC yang akan mengoperasikan motor induksi beralih fasa kapasitor diperlukan arah yang mengawal putaran pengelap variac.
• Berdasarkan nilai maksimum dan minimum turun naik voltan, transformer siri dan transformer kawalan dirancang menggunakan padanan formula piawai dengan teras besi dan saiz dawai tembaga super enamel yang tersedia secara komersial sebelum penggulungan yang sama untuk digunakan dalam projek.

Teknologi:

Dalam sistem kuasa 3 fasa yang seimbang, semua voltan dan arus mempunyai amplitud yang sama dan beralih fasa sebanyak 120 darjah antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, tidak mungkin secara praktikal kerana voltan tidak seimbang dapat mengakibatkan kesan buruk pada peralatan dan sistem pengedaran elektrik.

Dalam keadaan tidak seimbang, sistem pengedaran akan mengalami lebih banyak kerugian dan kesan pemanasan, dan kurang stabil. Kesan ketidakseimbangan voltan juga boleh memudaratkan peralatan seperti motor aruhan, penukar elektronik kuasa, dan pemacu kelajuan boleh laras (ASD). Peratusan ketidakseimbangan voltan yang relatif kecil dengan motor tiga fasa mengakibatkan peningkatan kerugian motor yang ketara, yang juga menyebabkan penurunan kecekapan. Kos tenaga dapat dikurangkan dalam banyak aplikasi dengan mengurangkan watt motor yang hilang kerana ketidakseimbangan voltan.

Ketidakseimbangan Voltan Peratusan ditakrifkan oleh NEMA sebagai 100 kali penyimpangan voltan talian dari voltan purata dibahagi dengan voltan purata. Sekiranya voltan yang diukur adalah 420, 430, dan 440V, rata-rata adalah 430V dan sisihannya adalah 10V.

Ketidakseimbangan Peratusan diberikan oleh (10V * 100 / 430V) = 2.3%

Oleh itu, ketidakseimbangan voltan 1% akan meningkatkan kehilangan motor sebanyak 5%.

Oleh itu, Ketidakseimbangan adalah masalah kualiti kuasa yang serius, terutamanya mempengaruhi sistem pengedaran voltan rendah dan oleh itu dicadangkan dalam projek untuk mengekalkan voltan seimbang mengenai magnitud dalam setiap fasa, sehingga mengekalkan voltan saluran yang seimbang.

PENGENALAN:

Penstabil voltan A.C. dimaksudkan untuk mendapatkan a.c. yang stabil bekalan dari arus masuk yang turun naik. Mereka mencari aplikasi dalam setiap bidang Elektrik, Elektronik, dan banyak Industri lain, Institusi penyelidikan Makmal Pengujian, Institusi Pendidikan, dll.

Apa itu ketidakseimbangan:

Keadaan ketidakseimbangan merujuk kepada keadaan apabila voltan dan arus 3 fasa tidak mempunyai amplitud yang sama atau peralihan fasa yang sama.

Sekiranya salah satu atau kedua-dua syarat ini tidak dipenuhi, sistem ini disebut tidak seimbang atau tidak simetri. (Dalam teks ini, secara implisit diasumsikan bahawa bentuk gelombang sinusoidal dan dengan itu tidak mengandungi harmonik.)

Punca ketidakseimbangan:

Pengendali sistem cuba memberikan voltan sistem yang seimbang di PCC antara grid pengedaran dan rangkaian dalaman pelanggan.

Voltan keluaran dalam sistem tiga fasa bergantung pada voltan keluaran generator, impedans sistem, dan arus beban.

Tetapi kerana kebanyakan generator segerak digunakan, voltan yang dihasilkan sangat simetri dan oleh itu penjana tidak boleh menjadi penyebab ketidakseimbangan. Sambungan pada tahap voltan yang lebih rendah biasanya mempunyai impedans tinggi yang menyebabkan ketidakseimbangan voltan yang berpotensi lebih besar. Impedansi komponen sistem dipengaruhi oleh konfigurasi talian overhead.

Akibat ketidakseimbangan voltan:

Kepekaan peralatan elektrik untuk ketidakseimbangan berbeza antara satu alat dengan alat yang lain. Gambaran ringkas mengenai masalah yang paling biasa diberikan di bawah:

(a) Mesin induksi:

Ini adalah a.c. mesin segerak dengan medan magnet berputar yang diinduksi secara dalaman, besarannya berkadar dengan amplitud komponen langsung dan / atau terbalik. Oleh itu sekiranya berlaku bekalan yang tidak seimbang, medan magnet berputar menjadi elips dan bukannya bulat. oleh itu mesin aruhan terutamanya menghadapi tiga jenis masalah kerana ketidakseimbangan voltan

1. Pertama, mesin tidak dapat menghasilkan tork penuh kerana medan magnet berputar terbalik dari sistem urutan negatif menghasilkan tork brek negatif yang harus diturunkan dari tork asas yang dihubungkan dengan medan magnet berputar biasa. Gambar berikut menunjukkan ciri-ciri slip tork yang berbeza dari mesin aruhan di bawah bekalan yang tidak seimbang

2. Kedua, galas mungkin mengalami kerosakan mekanikal kerana komponen tork yang disebabkan pada frekuensi sistem berganda.

3. Akhirnya, stator dan, terutama, rotor dipanaskan secara berlebihan, mungkin menyebabkan penuaan terma yang lebih cepat. Panas ini disebabkan oleh aruhan arus yang signifikan oleh medan magnet songsang berputar pantas (dalam pengertian relatif), seperti yang dilihat oleh pemutar. Untuk dapat mengatasi pemanasan tambahan ini, motor mesti dinyahkadar, yang mungkin memerlukan mesin dengan nilai kuasa yang lebih besar untuk dipasang.

TEKNIK-EKONOMI:

Ketidakseimbangan voltan boleh menyebabkan kegagalan motor pramatang, yang bukan sahaja menyebabkan sistem tidak dapat dijadualkan tetapi juga menyebabkan kerugian ekonomi yang besar.

Kesan voltan rendah dan tinggi pada motor dan perubahan prestasi yang berkaitan yang dapat dijangkakan ketika kita menggunakan voltan selain yang dinyatakan pada papan nama diberikan seperti berikut:

Kesan voltan rendah:

Apabila motor mengalami voltan di bawah penunjuk papan tanda, beberapa ciri motor akan sedikit berubah dan yang lain akan berubah secara mendadak.

Jumlah daya yang ditarik dari talian mesti ditentukan untuk jumlah beban yang tetap.

Jumlah daya yang ditarik oleh motor mempunyai korelasi kasar dengan voltan dengan arus (amp).

Untuk mengekalkan jumlah kuasa yang sama, jika voltan bekalan rendah, kenaikan arus bertindak sebagai pampasan. Walau bagaimanapun, ia berbahaya kerana arus yang lebih tinggi menyebabkan lebih banyak haba menumpuk di motor, yang akhirnya merosakkan motor.

Oleh itu, kelemahan penggunaan voltan rendah adalah terlalu panas motor dan motor rosak.

Tork permulaan, torsi pull-up, dan tork penarikan beban utama (motor induksi), berdasarkan kuasa dua voltan yang dikenakan.

Secara amnya, pengurangan 10% dari penarafan voltan boleh menyebabkan tork permulaan yang rendah, tarikan dan daya kilas keluar.

Kesan voltan tinggi:

Voltan tinggi boleh menyebabkan magnet menjadi tepu, menyebabkan motor menarik arus yang berlebihan untuk memagnetkan besi. Oleh itu voltan tinggi juga boleh menyebabkan kerosakan. Voltan tinggi juga mengurangkan faktor kuasa, menyebabkan peningkatan kerugian.

Motor akan bertolak ansur dengan pengubahsuaian tertentu pada voltan di atas voltan reka bentuk. Apabila keadaan di atas voltan reka bentuk akan menyebabkan arus naik dengan perubahan yang sesuai dalam pemanasan dan pemendekan jangka hayat motor.

Kepekaan voltan tidak hanya mempengaruhi motor tetapi juga peranti lain. Solenoid dan gegelung yang terdapat dalam relay dan pemula bertoleransi voltan rendah lebih baik daripada voltan tinggi. Contoh lain ialah pemberat dalam lampu pendarfluor, merkuri, dan natrium tekanan tinggi dan transformer dan lampu pijar.

Secara keseluruhan, lebih baik untuk peralatan jika kita menukar paip pada transformer masuk untuk mengoptimumkan voltan di lantai loji ke sesuatu yang hampir dengan penilaian peralatan, yang merupakan konsep utama di sebalik cadangan konsep penstabilan voltan dalam projek.

Peraturan untuk menentukan voltan bekalan

• Motor kecil cenderung lebih sensitif terhadap voltan dan tepu berlebihan berbanding motor besar.
• Motor fasa tunggal cenderung lebih sensitif terhadap voltan berlebihan daripada motor 3 fasa.
• Motor U-frame kurang sensitif terhadap voltan berlebihan berbanding T-frame.
• Motor Super-E kecekapan premium kurang sensitif terhadap voltan berlebihan daripada motor kecekapan standard.
• Motor 2 dan 4 tiang cenderung kurang dipengaruhi oleh voltan tinggi daripada reka bentuk 6- dan 8 tiang.
• Tegangan berlebihan dapat menaikkan daya dan suhu walaupun pada motor yang dimuat ringan
• Kecekapan juga terjejas kerana ia berkurang dengan voltan rendah atau tinggi
• Faktor daya berkurang dengan voltan tinggi.
• Arus masuk naik dengan voltan yang lebih tinggi.

Dapatkan lebih banyak pengetahuan mengenai pelbagai konsep dan litar elektronik dengan melakukan beberapa mini projek elektronik di peringkat kejuruteraan.