מייצב מתח סרוו

מייצב מתח סרוו

לסרוו מייצב מתח הוא מנגנון בקרה במעגל סגור המשמש לשמירה על תפוקת מתח 3 או חד פאזית מאוזנת למרות תנודות בכניסה עקב תנאים לא מאוזנים. רוב העומסים התעשייתיים הם עומסי מנוע אינדוקציה תלת פאזיים ובסביבת מפעל אמיתית, המתח בשלושה שלבים לעיתים רחוקות מאוזן. נניח למשל אם המתחים הנמדדים הם 420, 430 ו -440 וולט, הממוצע הוא 430 וולט והסטייה היא 10 וולט.

אחוז חוסר האיזון ניתן על ידי

(10V X 100) / 430V = 2.3% נראה כי חוסר איזון במתח 1% יגדיל את הפסדי המנוע ב -5%.

לפיכך חוסר איזון במתח יכול להגדיל את הפסדי המנוע מ -2% ל -90% ומכאן גם הטמפרטורה עולה בכמות מוגזמת אשר גורמת להפסדים מוגברים נוספים ולהפחתת היעילות. לפיכך מוצע לקחת פרויקט לשמירה על מתח יציאה מאוזן בכל שלושת השלבים.

שלב בודד:

הוא מבוסס על העיקרון של תוספת וקטורית של מתח A.C לקלט כדי לקבל את הפלט הרצוי באמצעות שנאי הנקרא שנאי Buck-Boost (T), המשני שלו מחובר בסדרה עם מתח הכניסה. הראשוני של אותו מוזן משנאי משתנה המורכב על המנוע (R). בהתאם ליחס בין מתח ראשוני למשני, המתח המושרה של המשני מגיע בשלב או מחוץ לשלב בהתבסס על תנודות מתח . השנאי המשתנה מוזן בדרך כלל מאספקת הקלט בשני קצותיו תוך הקשה בסביבות 20% מהסלילה נלקחת כנקודה קבועה לראשונית של שנאי ה- Buck-Boost. הנקודה המשתנה של השנאי האוטומטי, אם כן, מסוגלת לספק 20% ממתח פאזה המשמש להפעלת באקינג ואילו 80% שנמצא פאזה עם מתח הכניסה ומשמש להגברת הפעולה. תנועת המגבים של השנאי המשתנה נשלטת על ידי חישה של מתח המוצא למעגל בקרה המחליט את כיוון הסיבוב של המנוע הסינכרוני המוזן דרך זוג טריאקים לסיבוב פאזה מפוצלת שלו.

תיקון קלט מאוזן בשלושה שלבים:

עבור פעולות בעלות יכולת נמוכה נניח כ- 10KVA, כיום נראה כי נעשה שימוש במשתנה פצע כפול המבטל את שנאי ה- Buck-Boost על השנאי המשתנה עצמו. זה מגביל את תנועת המגבים של הווריאק ל -250 מעלות מאחר והשיווי המשמש להתפתלות המשנית. למרות שהדבר הופך את המערכת לחסכונית, יש לה חסרונות חמורים מבחינת האמינות שלה. תקן התעשייה לעולם אינו מקבל שילוב כזה. באזורים של מתח כניסה מאוזן באופן סביר, משתמשים במתקן תלת-פאזי הנשלט על ידי סרוו גם עבור פלט מיוצב ואילו משתנה תלת-פאזי יחיד משמש המותקן על ידי מנוע סינכרוני אחד וכרטיס בקרה יחיד החוש את המתח הדו-פאזי מתוך שלושה. זה הרבה יותר חסכוני ושימושי אם שלבי הקלט מאוזנים באופן סביר. יש לו את החיסרון שבעוד שאינו מאוזן קשה מתרחש התפוקה לא מאוזנת באופן יחסי.

3 קלט תיקון קלט לא מאוזן:

שלושה שנאי סדרה (T1, T2, T3), בהם משתמשים בכל שנייה, אחד בכל שלב שמוסיף או מפחית את המתח ממתח אספקת הקלט כדי לספק מתח קבוע בכל שלב ובכך הופך את הפלט המאוזן מכניסה לא מאוזנת. הקלט לראשי של שנאי הסדרה מוזן מכל שלב מאחד כל שנאי אוטומטי משתנה (Variac) (R1, R2, R3) שכל אחד מהמגבים שלו מחובר למנוע סינכרוני שלב מפוצל (2 סלילים) (M1, M2 M3). המנוע מקבל אספקת זרם חילופין לכל אחד מהסלילים שלו באמצעות מיתוג תיריסטור לסיבוב בכיוון השעון או נגד כיוון השעון כדי לאפשר מתח יציאה רצוי מהווריאק לראשוני של שנאי הסדרה, בשלב או מחוץ לשלב, כדי לבצע חיבור או חיסור. כנדרש בשני של שנאי הסדרה כדי לשמור על מתח קבוע ומאוזן ביציאה. משוב מהפלט למעגל הבקרה (C1, C2, C3) מושווה למתח ייחוס קבוע על ידי משוואי מפלסים שנוצרו מתוך מגברים אופטיים כדי להפעיל בסופו של דבר את ה- TRIAC לפי הצורך בהפעלת המנוע.

תוכנית זו מורכבת בעיקר ממעגל בקרה, מנוע אינדוקציה סרוו שלב אחד, יחד עם ראשי להזנת וריאציות של שנאי סדרתי לכל שלב.

• מעגל בקרה הכולל משווה חלונות המחובר סביב טרנזיסטורים והגברת מתח אות שגיאה באמצעות IC 741 מותקן במולטי-סים ומדומה לתנאי הפעלה קלטיים שונים המבטיחים כי ירי ה- TRIAC שיפעילו את מנוע האינדוקציה המועבר בשלב הקבל הוא הנדרש. השולט על סיבוב המגב הווריאצי.
• בהתבסס על הערכים המקסימליים והמינימליים של תנודות המתח, שנאי הסדרה ושנאי הבקרה מתוכננים באמצעות נוסחה סטנדרטית המתאימה לליבת הברזל הזמינה מסחרית ולגודל חוט נחושת אמייל במיוחד לפני שהם מתפתלים לשימוש בפרויקט.

טֶכנוֹלוֹגִיָה:

במערכת הספק מאוזנת בת 3 פאזות, כל המתחים והזרמים הם בעלי משרעת זהה והם מועברים שלב ב -120 מעלות זה מזה. עם זאת, זה לא אפשרי כמעט מכיוון שמתחים לא מאוזנים עלולים לגרום להשפעות שליליות על הציוד ועל מערכת ההפצה החשמלית.

בתנאים לא מאוזנים, מערכת ההפצה תסבול יותר הפסדים והשפעות חימום, ותהיה פחות יציבה. ההשפעה של חוסר איזון במתח עלולה להזיק גם לציוד כגון מנועי אינדוקציה, ממירי חשמל אלקטרוניים וכונני מהירות מתכווננת (ASD). אחוז קטן יחסית של חוסר איזון במתח עם מנוע תלת פאזי גורם לעלייה משמעותית בהפסדי המנוע, מה שגורר גם ירידה ביעילות. ניתן למזער את עלויות האנרגיה ביישומים רבים על ידי הפחתת הספק המנוע שאבד בגלל חוסר איזון במתח.

אחוז חוסר איזון מתח מוגדר על ידי NEMA כפי 100 מהסטייה של מתח הקו מהמתח הממוצע חלקי המתח הממוצע. אם המתחים הנמדדים הם 420, 430 ו -440 וולט, הממוצע הוא 430 וולט והסטייה היא 10 וולט.

אחוז חוסר האיזון ניתן על ידי (10V * 100 / 430V) = 2.3%

כך חוסר איזון במתח 1% יגדיל את הפסדי המנוע ב -5%.

לפיכך חוסר איזון הוא בעיה חמורה באיכות הספק, המשפיעה בעיקר על מערכות חלוקה במתח נמוך ולכן מוצע בפרויקט לשמור על מתח מאוזן הנוגע לגודל בכל שלב, ובכך לשמור על מתח קו מאוזן.

מבוא:

מייצבי מתח AC נועדו להשגת AC מייצב אספקה ​​מהתנודות הנכנסות. הם מוצאים יישומים בכל תחומי חשמל, אלקטרוניקה ותעשיות רבות אחרות, מוסדות מחקר, מעבדות בדיקה, מוסדות חינוך וכו '.

מהו חוסר איזון:

מצב חוסר איזון מתייחס למצב שבו למתח 3 הזרמים והזרמים אין משרעת זהה וגם לא אותה העברת פאזה.

אם אחד מהתנאים הללו או שניהם אינם מתקיימים, המערכת נקראת לא מאוזנת או לא סימטרית. (בטקסט זה מניחים באופן משתמע כי צורות הגל הן סינוסואידיות ולכן אינן מכילות הרמוניות).

סיבות לחוסר איזון:

מפעיל המערכת מנסה לספק מתח מערכת מאוזן ב- PCC בין רשת ההפצה לרשת הפנימית של הלקוח.

מתח המוצא במערכת התלת פאזית תלוי במתח היציאה של הגנרטורים, עכבת המערכת וזרם העומס.

אולם מכיוון שמשתמשים בעיקר בגנרטורים סינכרוניים, המתחים הנוצרים הם סימטריים ביותר ולכן הגנרטורים אינם יכולים להיות הגורם לחוסר איזון. חיבורים ברמות מתח נמוכות בדרך כלל בעלי עכבה גבוהה המובילה לחוסר איזון במתח גדול יותר. העכבה של רכיבי המערכת מושפעת מהתצורה של קווי תקורה.

השלכות של חוסר איזון במתח:

הרגישות של ציוד חשמלי לחוסר איזון שונה ממכשיר אחד למשנהו. סקירה קצרה של הבעיות הנפוצות ביותר מובאת להלן:

(א) מכונות אינדוקציה:

אלה הם a.c. מכונות סינכרוניות עם שדות מגנטיים מסתובבים באופן פנימי, שעוצמתם פרופורציונלית למשרעת הרכיבים הישירים ו / או ההפוכים. מכאן שבמקרה של אספקה ​​לא מאוזנת, השדה המגנטי המסתובב הופך לסגלגל במקום למעגלי. לפיכך מכונות אינדוקציה נתקלות בעיקר בשלושה סוגים של בעיות עקב חוסר איזון במתח

1. ראשית, המכונה אינה יכולה לייצר את מומנטה המלא שכן השדה המגנטי המסתובב הפוך של מערכת הרצף השלילי מייצר מומנט בלימה שלילי שיש להפחית ממומנט הבסיס המקושר לשדה המגנטי המסתובב הרגיל. האיור הבא מראה את מאפייני החלקת המומנט השונים של מכונת אינדוקציה תחת אספקה ​​לא מאוזנת

2. שנית, המסבים עלולים לסבול מנזק מכני בגלל רכיבי מומנט המושרה בתדר כפול של המערכת.

3. לבסוף, הסטטור ובעיקר הרוטור מחוממים יתר על המידה ואולי מובילים להזדקנות תרמית מהירה יותר. חום זה נגרם על ידי אינדוקציה של זרמים משמעותיים על ידי השדה המגנטי ההפוך המהיר (במובן היחסי), כפי שנראה על ידי הרוטור. כדי להיות מסוגל להתמודד עם חימום נוסף זה, יש לדרוג את המנוע, מה שעשוי לדרוש התקנת מכונה בעלת דירוג הספק גדול יותר.

טכנולוגיה-כלכלה:

חוסר האיזון במתח יכול לגרום לכשל מוטורי בטרם עת, מה שלא רק מוביל לכיבוי לא מתוכנן של המערכת אלא גם לגרום לאובדן כלכלי גדול.

ההשפעות של מתח נמוך וגבוה על מנועים ושינויים בביצועים הנלווים שניתן לצפות כאשר אנו משתמשים במתחים אחרים מאלה המצוינים בלוחית השם ניתנים כדלקמן:

השפעות מתח נמוך:

כאשר מנוע נתון למתח מתחת לדירוג לוחית השמות, חלק ממאפייני המנוע ישתנו מעט ואחרים ישתנו באופן דרמטי.

יש לתקן את כמות הכוח הנמשכת מהקו עבור כמות עומס קבועה.

לכמות ההספק שהמנוע שואב יש מתאם גס למתח לזרם (אמפר).

כדי לשמור על אותה כמות כוח, אם מתח האספקה ​​נמוך, עלייה בזרם משמשת כפיצוי. עם זאת, זה מסוכן מכיוון שזרם גבוה יותר גורם להצטברות חום רב יותר במנוע, אשר בסופו של דבר הורס את המנוע.

לפיכך החסרונות בהפעלת מתח נמוך הם התחממות יתר של המנוע והמנוע נפגע.

מומנט ההתחלה, מומנט המשיכה ומומנט המשיכה של העומס העיקרי (מנועי אינדוקציה), בהתבסס על המתח המופעל בריבוע.

באופן כללי, הפחתה של 10% מדירוג המתח יכולה להוביל למומנט התחלתי נמוך, למשוך ולהוציא מומנט.

השפעות מתח גבוה:

מתח גבוה יכול לגרום למגנטים לרוויה, מה שגורם למנוע למשוך זרם יתר כדי למגנט את הברזל. כך שמתח גבוה יכול גם להוביל לנזק. מתח גבוה גם מקטין את גורם הכוח, מה שגורם לעלייה בהפסדים.

מנועים יסבלו שינויים מסוימים במתח מעל מתח התכנון. כאשר הקצוות מעל מתח התכנון יגרמו לזרם לעלות עם שינויים מקבילים בחימום וקיצור אורך חיי המנוע.

רגישות המתח משפיעה לא רק על מנועים אלא גם על מכשירים אחרים. הסולנואידים והסלילים הנמצאים בממסרים ומתחילים סובלים מתח נמוך טוב יותר מאשר במתח גבוה. דוגמאות נוספות הן נטליים במנורות תאורת נתרן פלואורסצנטיות, כספית ולחץ גבוה, שנאים ומנורות ליבון.

בסך הכל, עדיף לציוד אם נשנה את הברזים על שנאים נכנסים כדי לייעל את המתח על רצפת המפעל למשהו קרוב לדירוג הציוד, שהוא הרעיון העיקרי מאחורי הרעיון המוצע של ייצוב מתח בפרויקט.

כללים להחלטת מתח האספקה

• מנועים קטנים נוטים להיות רגישים יותר למתח יתר ולרוויה מאשר מנועים גדולים.
• מנועים חד פאזיים נוטים להיות רגישים יותר למתח יתר מאשר מנועים תלת פאזיים.
• מנועי מסגרת U פחות רגישים למתח יתר מאשר מסגרות T.
• מנועי יעילות פרמיום Super-E רגישים פחות למתח יתר מאשר מנועי יעילות סטנדרטיים.
• מנועי 2 ו -4 מוטים נוטים להיות מושפעים פחות ממתח גבוה מאשר עיצובים בני 6 ו 8 מוט.
• מתח יתר יכול להעלות את הספק והטמפרטורה גם במנועים עמוסים קלות
• היעילות מושפעת גם מכיוון שהיא מופחתת במתח נמוך או גבוה
• גורם ההספק מצטמצם במתח גבוה.
• זרם הזרימה עולה עם מתח גבוה יותר.

קבל מידע נוסף על מושגים ומעגלים אלקטרוניים שונים על ידי ביצוע מיני פרויקטים אלקטרוניים ברמה ההנדסית.