Servo Voltage Stabilizer
Sa servo pampatatag ng boltahe ay isang closed-loop control na mekanismo na nagsisilbi upang mapanatili ang balanseng 3 o solong-phase output ng boltahe sa kabila ng pagbagu-bago sa input dahil sa mga hindi balanseng kondisyon. Karamihan sa mga pang-industriya na pag-load ay 3 phase induction motor load at sa isang tunay na kapaligiran sa pabrika, ang boltahe sa 3 mga yugto ay bihirang balansehin. Sabihin halimbawa kung ang sinusukat na voltages ay 420, 430, at 440V, ang average ay 430V at ang deviation ay 10V.
Ang Porsyento ng kawalan ng timbang ay ibinibigay ng
(10V X 100) / 430V = 2.3% Makikita na ang 1% boltahe na hindi timbang ay magpapataas ng pagkalugi ng motor ng 5%.
Sa gayon ang boltahe na hindi timbang ay maaaring dagdagan ang pagkawala ng motor mula 2% hanggang 90% at samakatuwid ang temperatura ay tumataas din sa pamamagitan ng labis na halaga na nagreresulta sa karagdagang pagtaas ng pagkalugi at nabawasang kahusayan. Samakatuwid ito ay iminungkahi na kumuha ng isang proyekto upang mapanatili ang isang balanseng output boltahe sa lahat ng 3 mga phase.
Single Phase:
Ito ay batay sa prinsipyo ng pagdaragdag ng vector ng boltahe ng A.C sa Input upang makuha ang nais na output gamit ang isang transpormer na tinatawag na Buck-Boost transformer (T), ang pangalawa na kung saan ay konektado sa serye na may input boltahe. Ang pangunahing ng pareho ay pinakain mula sa isang motor mount variable variable transpormer (R). Nakasalalay sa ratio ng pangunahin hanggang pangalawang boltahe, ang sapilitan boltahe ng pangalawang ay dumating sa-phase o wala sa yugto batay sa pagbabagu-bago ng boltahe . Ang variable transpormer ay karaniwang pinakain mula sa input supply sa parehong dulo habang ang pag-tap sa paligid ng 20% ng paikot-ikot ay kinuha bilang isang nakapirming punto para sa pangunahing ng Buck-Boost transpormer. Ang variable point ng auto-transpormer, samakatuwid, ay may kakayahang maghatid ng 20% mula sa phase voltage na ginagamit para sa bucking operation habang 80% na kung saan ay in-phase na may input boltahe at ginagamit para sa pagpapalakas ng operasyon. Ang kilusan ng wiper ng variable transpormer ay kinokontrol ng sensing ng output boltahe sa isang control circuit na nagpapasya sa direksyon ng pag-ikot ng magkasabay na motor na pinakain sa pamamagitan ng isang pares ng TRIACs sa split phase winding nito.
3 Phase Balanced Input na Pagwawasto:
Para sa operasyon ng mababang kapasidad sabihin tungkol sa 10KVA, kasalukuyang nakikita na ang isang dobleng sugat na variac ay ginagamit na tinanggal ang Buck-Boost transpormer sa variable na transpormador mismo. Pinaghihigpitan nito ang paggalaw ng wiper ng isang variac hanggang 250 degree habang ginagamit ang balanse para sa pangalawang paikot-ikot. Kahit na ginagawang pangkabuhayan ang system, mayroon itong mga seryosong drawbacks sa mga tuntunin ng pagiging maaasahan nito. Ang pamantayan ng industriya ay hindi kailanman tumatanggap ng gayong pagsasama. Sa mga lugar ng makatwirang balanseng pag-input, ginagamit din ang three-phase servo-kinokontrol na mga tama para sa nagpapatatag ng output samantalang ang isang solong three-phase variac ay ginagamit na naka-mount ng isang kasabay na motor at solong control card na nakadarama ng dalawang-yugto na boltahe sa tatlo. Ito ay mas matipid at kapaki-pakinabang kung ang mga input phase ay makatwirang balanseng. Mayroon itong sagabal na habang nagaganap ang matinding hindi pagbabalanse ang output ay proporsyonal na hindi balanse.
3 Phase Hindi Balanseng Pagwawasto ng Pag-input:
Tatlong mga transformer ng serye (T1, T2, T3), bawat segundo nito ay ginagamit, isa sa bawat yugto na alinman ay nagdaragdag o nagbabawas ng boltahe mula sa input supply boltahe upang maihatid ang pare-pareho na boltahe sa bawat yugto sa gayon paggawa ng balanseng output mula sa hindi balanseng input. Ang input sa pangunahing ng serye ng transpormer ay pinakain mula sa bawat yugto mula sa bawat bawat variable na autotransformer (Variac) (R1, R2, R3) bawat isa na ang wiper ay isinama sa isang ac split phase (2 Coils) kasabay na motor (M1, M2 M3). Tumatanggap ang motor ng suplay ng ac para sa bawat coil nito sa pamamagitan ng paglipat ng thyristor para sa alinman sa pakaliwa o anti-clockwise rotation upang paganahin ang nais na boltahe ng output mula sa variac hanggang sa pangunahing bahagi ng transpormer ng serye, alinman sa phase o wala sa phase, upang maisagawa ang karagdagan o pagbabawas tulad ng kinakailangan sa pangalawang seksyon ng transpormer upang mapanatili ang isang pare-pareho at balanseng boltahe sa output. Ang feedback mula sa output hanggang sa control circuit (C1, C2, C3) ay inihambing sa isang nakapirming boltahe ng sanggunian ng mga kumpare sa antas na nabuo mula sa mga op-amp upang huli na ma-trigger ang TRIAC ayon sa pangangailangan para sa pagpapaandar ng motor.
Ang pamamaraan na ito ay pangunahing binubuo ng isang control circuit, 1single phase servo induction motor na isinama sa isang variac na pangunahing pagkain ng isang serye na transpormador para sa bawat yugto.
- Ang circuit ng control na binubuo ng isang window comparator na naka-wire sa paligid ng mga transistors at RMS error signal voltage amplification ng IC 741 ay pinalaki sa Multisim at na-simulate para sa iba't ibang mga kundisyon ng pagpapatakbo ng pag-input na tinitiyak ang pagpapaputok ng mga TRIAC na nagpapatakbo ng capacitor phase-shifted induction motor ay kinakailangan ng direksyon kinokontrol ang pag-ikot ng variac wiper.
- Batay sa maximum at minimum na halaga ng pagbagu-bago ng boltahe, ang transpormer ng serye at ang mga transformer ng kontrol ay idinisenyo gamit ang karaniwang formula na tumutugma sa magagamit na pang-komersyo na core ng bakal at sobrang enamel na tanso ng wire na tanso bago paikot-ikot ang pareho para magamit sa proyekto.
Teknolohiya:
Sa isang balanseng 3 phase na sistema ng kuryente, ang lahat ng mga voltages at ang mga alon ay may parehong amplitude at phase-shifted ng 120 degree mula sa bawat isa. Gayunpaman, hindi posible na praktikal dahil ang hindi balanseng boltahe ay maaaring magresulta sa masamang epekto sa kagamitan at sa sistemang pamamahagi ng elektrisidad.
Sa ilalim ng hindi balanseng mga kundisyon, ang sistema ng pamamahagi ay magkakaroon ng mas maraming pagkalugi at mga epekto sa pag-init, at magiging mas matatag. Ang epekto ng kawalan ng timbang ng boltahe ay maaari ding makapinsala sa kagamitan tulad ng induction motors, power electronic converter, at adjustable speed drive (ASDs). Ang isang maliit na porsyento ng kawalan ng timbang ng boltahe na may tatlong yugto na mga resulta ng motor sa isang makabuluhang pagtaas sa mga pagkalugi sa motor, na kung saan ay nangangailangan din ng pagbaba ng kahusayan. Ang mga gastos sa enerhiya ay maaaring mabawasan sa maraming mga aplikasyon sa pamamagitan ng pagbawas ng motor wattage na nawala dahil sa kawalan ng boltahe.
Porsyento ng Boltahe na Hindi Pagkabalanse ay tinukoy ng NEMA bilang 100 beses ang paglihis ng linya ng boltahe mula sa average na boltahe na hinati ng average na boltahe. Kung ang sinusukat na voltages ay 420, 430, at 440V, ang average ay 430V at ang deviation ay 10V.
Ang Porsyento ng Hindi Pagkabalanse ay ibinibigay ng (10V * 100 / 430V) = 2.3%
Sa gayon ang 1% boltahe na hindi timbang ay magpapataas ng mga pagkalugi ng motor ng 5%.
Samakatuwid ang Unbalance ay isang seryosong problema sa kalidad ng kuryente, higit sa lahat nakakaapekto sa mga sistemang pamamahagi ng mababang boltahe at sa gayon ay iminungkahi sa proyekto na panatilihin ang balanseng boltahe tungkol sa lakas sa bawat yugto, sa gayon ay mapanatili ang balanseng linya ng boltahe.
PANIMULA:
Ang A.C. Boltahe stabilizers ay inilaan para sa pagkuha ng isang nagpapatatag a.c. supply mula sa pabagu-bago ng mga papasok na mains. Nakahanap sila ng mga aplikasyon sa bawat larangan ng Elektriko, Elektronik, at marami pang ibang mga Industriya, Mga institusyong Pananaliksik na Mga Laboratoryo sa Pagsubok, Mga Institusyong Pang-edukasyon, atbp.
Ano ang kawalan ng timbang:
Ang kalagayan ng hindi timbang ay tumutukoy sa kundisyon kapag ang 3 phase voltages at alon ay walang parehong amplitude o magkaparehong phase shift.
Kung ang alinman o pareho sa mga kundisyong ito ay hindi natutugunan, ang sistema ay tinatawag na hindi timbang o asymmetrical. (Sa tekstong ito, implicit na ipinapalagay na ang mga form ng alon ay sinusoidal at sa gayon ay hindi naglalaman ng mga harmonika.)
Mga sanhi ng kawalan ng timbang:
Sinusubukan ng operator ng system na magbigay ng isang balanseng boltahe ng system sa PCC sa pagitan ng grid ng pamamahagi at panloob na network ng customer.
Ang mga output voltages sa three-phase system ay nakasalalay sa output voltages ng mga generators, impedance ng system, at kasalukuyang pag-load.
Gayunpaman dahil ang karamihan sa mga kasabay na generator ay ginagamit, ang mga nabuong voltages ay lubos na simetriko at sa gayon ang mga generator ay hindi maaaring maging sanhi ng kawalan ng timbang. Ang mga koneksyon sa mga mas mababang antas ng boltahe ay karaniwang may mataas na impedance na humahantong sa potensyal na mas malaking kawalan ng timbang na boltahe. Ang impedance ng mga bahagi ng system ay apektado ng pagsasaayos ng mga overhead line.
Mga kahihinatnan ng kawalan ng timbang ng boltahe:
Ang pagiging sensitibo ng mga de-koryenteng kagamitan sa kawalan ng timbang ay naiiba mula sa isang kagamitan sa isa pa. Ang isang maikling pangkalahatang ideya ng pinakakaraniwang mga problema ay ibinibigay sa ibaba:
(a) Mga induction machine:
Ito ang mga a.c. kasabay na mga makina na may panloob na sapilitan na umiikot na mga magnetic field, na ang laki ay proporsyonal sa amplitude ng direkta at / o kabaligtaran na mga bahagi. Samakatuwid sa kaso ng isang hindi balanseng supply, ang umiikot na magnetic field ay nagiging elliptical sa halip na pabilog. sa gayon ang mga induction machine na higit sa lahat ay nahaharap sa tatlong uri ng mga problema dahil sa kawalan ng timbang ng boltahe
1. Una, ang makina ay hindi maaaring gumawa ng buong metalikang kuwintas nito dahil ang inversely rotating magnetikong patlang ng negatibong pagkakasunud-sunod ng sistema ay gumagawa ng isang negatibong metalikang braking na dapat ibawas mula sa base na metalikang kuwintas na naka-link sa normal na umiikot na magnetic field. Ipinapakita ng sumusunod na pigura ang iba't ibang mga katangian ng torque slip ng isang induction machine sa ilalim ng hindi balanseng suplay
2. Pangalawa, ang mga bearings ay maaaring magdusa pinsala sa makina dahil sa sapilitan sangkap ng metalikang kuwintas sa dalas ng system frequency.
3. Panghuli, ang stator at, lalo na, ang rotor ay pinainit nang labis, posibleng humahantong sa mas mabilis na pag-iipon ng thermal. Ang init na ito ay sanhi ng induction ng mga makabuluhang alon ng mabilis na pag-ikot (sa kamag-anak na kahulugan) kabaligtaran magnetic field, tulad ng nakikita ng rotor. Upang makitungo sa labis na pag-init na ito, ang motor ay dapat na de-rate, na maaaring mangailangan ng isang makina ng isang mas malaking rating ng kuryente upang mai-install.
TECHNO-ECONOMICS:
Ang kawalan ng timbang ng boltahe ay maaaring maging sanhi ng napaaga na pagkabigo ng motor, na kung saan ay hindi lamang humahantong sa hindi nakaiskedyul na pag-shut down ng system ngunit maging sanhi ng matinding pagkawala ng ekonomiya.
Ang mga epekto ng mababa at mataas na boltahe sa mga motor at mga kaugnay na pagbabago ng pagganap na maaaring asahan kapag gumagamit kami ng mga voltages maliban sa mga nabanggit sa nameplate ay ibinibigay tulad ng sumusunod:
Mga epekto ng mababang boltahe:
Kapag ang isang motor ay napailalim sa mga voltages sa ibaba ng nameplate rating, ang ilan sa mga katangian ng motor ay bahagyang magbabago at ang iba ay magbabago nang malaki.
Ang dami ng kuryenteng iginuhit mula sa linya ay dapat na maayos para sa isang nakapirming dami ng karga.
Ang dami ng kuryente na kumukuha ng motor ay may magaspang na ugnayan sa boltahe hanggang sa kasalukuyan (amps).
Upang mapanatili ang parehong dami ng lakas, kung mababa ang boltahe ng suplay, isang pagtaas sa kasalukuyang gumaganap bilang kabayaran. Gayunpaman, mapanganib ito dahil ang mas mataas na kasalukuyang nagdudulot ng mas maraming init na bumuo sa motor, na kalaunan ay sinisira ang motor.
Sa gayon ang mga kawalan ng paglalapat ng mababang boltahe ay ang sobrang pag-init ng motor at ang motor ay nasira.
Ang panimulang metalikang kuwintas, pull-up torque, at pullout torque ng pangunahing karga (induction motors), batay sa inilapat na boltahe na square.
Pangkalahatan, ang isang 10% na pagbawas mula sa rating ng boltahe ay maaaring humantong sa mababang pagsisimula ng metalikang kuwintas, hilahin pataas, at hilahin ang metalikang kuwintas.
Mga epekto ng mataas na boltahe:
Ang mataas na boltahe ay maaaring maging sanhi ng saturation ng mga magnet, sanhi ng pagguhit ng motor ng labis na kasalukuyang upang i-magnetize ang iron. Sa gayon ang mataas na boltahe ay maaari ring humantong sa pinsala. Binabawasan din ng mataas na boltahe ang kadahilanan ng kuryente, na nagdudulot ng pagtaas ng pagkalugi.
Tiisin ng mga motor ang ilang mga pagbabago sa boltahe sa itaas ng boltahe ng disenyo. Kapag ang mga labis na sa itaas ng disenyo ng boltahe ay magiging sanhi ng kasalukuyang umakyat na may kaukulang mga pagbabago sa pag-init at isang pagpapaikli ng isang buhay ng motor.
Ang pagkasensitibo ng boltahe ay nakakaapekto hindi lamang sa mga motor kundi pati na rin ng iba pang mga aparato. Ang mga solenoid at coil na matatagpuan sa mga relay at starter ay pinahihintulutan ang mababang boltahe na mas mahusay kaysa sa mataas na boltahe. Ang iba pang mga halimbawa ay ang ballast sa fluorescent, mercury, at high-pressure sodium light fixtures at transformer at incandescent lamp.
Sa pangkalahatan, mas mabuti para sa kagamitan kung babaguhin natin ang mga tap sa mga papasok na transformer upang ma-optimize ang boltahe sa sahig ng halaman sa isang bagay na malapit sa mga rating ng kagamitan, na siyang pangunahing konsepto sa likod ng ipinanukalang konsepto ng pagpapanatag ng boltahe sa proyekto.
Mga panuntunan upang magpasya ang boltahe ng supply
- Ang maliliit na motor ay may posibilidad na maging mas sensitibo sa sobrang boltahe at saturation kaysa sa mga malalaking motor.
- Ang mga solong-phase na motor ay may posibilidad na maging mas sensitibo sa sobrang boltahe kaysa sa mga 3-phase na motor.
- Ang mga motor na U-frame ay hindi gaanong sensitibo sa labis na boltahe kaysa sa mga T-frame.
- Ang kahusayan sa premium na Super-E na mga motor ay hindi gaanong sensitibo sa sobrang boltahe kaysa sa karaniwang mga motor na kahusayan.
- Ang 2 at 4-poste na motor ay madalas na hindi gaanong apektado ng mataas na boltahe kaysa sa mga disenyo ng 6- at 8-poste.
- Ang overvoltage ay maaaring maghimok ng amperage at temperatura kahit na sa mga gaanong nakakarga na motor
- Ang kahusayan ay maaapektuhan din dahil nababawasan ito ng mababa o mataas na boltahe
- Ang kadahilanan ng kuryente ay binabawasan ng mataas na boltahe.
- Ang kasalukuyang pag-inrush ay tumataas na may mas mataas na boltahe.
Kumuha ng karagdagang kaalaman sa iba't ibang mga elektronikong konsepto at circuit sa pamamagitan ng paggawa ng mini mga proyekto sa electronics sa antas ng engineering.
