Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Генератор самодельный трехфазный аксиальный без сердечников


Как сделать аксиальный ветрогенератор

Как сделать аксиальный ветрогенератор
Эта статья посвящена созданию аксиального ветрогенератора на неодимовых магнитах со статорами без металла. Ветряки подобной конструкции стали особенно популярны из-за растущей доступности неодимовых магнитов.

Материалы и инструменты использованные для постройки ветряка этой модели:

1) ступица от автомобиля с тормозными дисками.
2) дрель с металлической щеткой.
3) 20 неодимовых магнитов размером 25 на 8 мм.
4) эпоксидная смола
5) мастика
6) труба ПВХ 160 мм диаметром
7) ручная лебедка
8) труба металлическая длинной 6 метров

Рассмотрим основные этапы постройки ветряка.

За основу генератора была взята ступица автомобиля с тормозным диском. Так как основная деталь заводского производства, то это послужит гарантом качества и надежности. Ступица была полностью разобрана, подшипники находящиеся в ней были проверены на целостность и смазаны. Так как ступица была снята со старого автомобиля, то ржавчину пришлось зачистить с помощью щетки, которую автор насадил на дрель.
Ниже предоставлена фотография ступицы.

Затем автор приступил к установке магнитов на диски ротора. Было использовано 20 магнитов. Причем важно заметить, что для однофазного генератора количество задействованных магнитов равно количеству полюсов, для двухфазного соотношение будет три к двум или четыре полюса к трем катушкам. Магниты следует крепить на диски с чередованием полюсов. Для соблюдения точности необходимо сделать шаблон размещения на бумаге, либо начертить линии секторов прямо на самом диске.


Так же следует разметить магниты по полюсам маркером. Определить полюса можно поднося поочередно магниты к одной стороне проверяющего магнита, если притягивается - плюс, отталкивается- минус, главное, чтобы полюса при установке на диск чередовались. Это необходимо потому что магниты на дисках должны притягиваться друг к другу, а это будет происходить, только если магниты стоящие напротив друг друга будут разной полярности.

Магниты были приклеены на диски при помощи эпоксидной смолы. Чтобы смола не растекалась за границы диска автор сделал бордюры по краям при помощи мастики, то же самое можно сделать при помощи скотча, просто обмотав колесо по кругу.

Рассмотрим основные отличия конструкции однофазного и трехфазного генераторов.
Однофазный генератор будет давать вибрацию при нагрузках, что будет отражаться на мощности самого генератора. Трехфазная конструкция лишена подобного недостатка благодаря чему, мощность постоянна в любой момент времени. Это происходит потому, что фазы компенсируют потерю тока друг в друге. По скромным расчетам автора трехфазная конструкция превосходит однофазную на целых 50 процентов. К тому же из-за отсутствия вибраций мачта не будет дополнительно раскачиваться,следовательно не будет дополнительного шума при работе ротора.

При расчете зарядки 12-ого аккумулятора, которая будет начинаться на 100-150 оборотах в минуту, автор сделал по 1000-1200 витков в катушках. При намотке катушек автор использовал максимально допустимую толщину проволоки, чтобы избежать сопротивления.
Для наматывания проволоки на катушки автор соорудил самодельный станок, фотографии которого представлены ниже.


Лучше использовать катушки эллипсоидной формы, что позволит большей плотности магнитных полей их пересекать. Внутреннее отверстие катушки стоит делать по диаметру магнита либо больше него. В случае, если делать их меньше, то лобовые части практически не участвуют в выработке электроэнергии, а служат проводниками.

Толщина самого статора должна равняться толщине магнитов, которые задействованы в установке.


Форму для статора можно сделать из фанеры, хотя автор решил этот вопрос иначе. Был нарисован шаблон на бумаге, а затем сделаны борта при помощи мастики. Так же для прочности была использована стеклоткань. Для того, чтобы эпоксидная смола не прилипла к форме, ее необходимо смазать воском или вазелином, или можно использовать скотч, пленку, которую в последствии можно будет отодрать от готовой формы.

Перед заливкой катушки необходимо точно закрепить, а их концы вывести за пределы формы, чтобы затем соединить провода звездой или треугольником.

После того, как основная часть генератора была собрана, автор измерил протестировал его работу. При ручном вращении генератор вырабатывает напряжение в 40 вольт и силу тока в 10 ампер.


Затем автор изготовил мачту для генератора высотой в 6 метров. В будущем планируется увеличить высоту мачты за счет использования более толстой трубы минимум вдвое. Чтобы мачта была неподвижна основание было залито бетоном. Для опускания и поднимания мачты было сделано металлическое крепление. Это необходимо, чтобы иметь доступ к винту на земле, так как заниматься ремонтными работами на высоте не особенно удобно.

Для поднятия мачты используется ручная лебедка.
Сам винт для генератора был сделан из трубы ПВХ диаметром 160 мм.

После установки и испытаний генератора в стандартных условиях автор сделал следующие наблюдения: мощность генератора доходит до 300 ватт при ветре в 8 метров в секунду. В последующем увеличил мощность генератора за счет металлических сердечников установленных в катушки. Винт стартует уже при двух метрах в секунду.

Дальше автор приступил к совершенствованию конструкции в целях увеличения мощности генератора. Были набраны магнитопроводы из пластин, которые в последствии были установлены в конструкцию. Из-за их установки появился эффект залипания, но не очень сильный. Старт работы винта происходит при скорости ветра около двух метров в секунду.

Таким образом установка металлических сердечников увеличила мощность генератора до 500 ватт при ветре в 8 метров в секунду.
Для защиты от сильных ветров была использована классическая схема увода винта складывающимся хвостом.

В среднем генератор способен вырабатывать до 150 ватт энергии в час, которая идет на зарядку аккумуляторов.


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Схема регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя

В этом посте мы обсудим создание простой схемы регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя, которая также может применяться для однофазного асинхронного двигателя или буквально для любого типа двигателя переменного тока.

Когда доходит до управления скоростью асинхронных двигателей, обычно используются матричные преобразователи, включающие множество сложных каскадов, таких как LC-фильтры, двунаправленные массивы переключателей (с использованием IGBT) и т. Д.

Все они используются для достижения в конечном итоге прерванный сигнал переменного тока, рабочий цикл которого можно регулировать с помощью сложной схемы микроконтроллера, что в конечном итоге обеспечивает необходимое управление скоростью двигателя.

Тем не менее, мы можем поэкспериментировать и попытаться реализовать управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с помощью гораздо более простой концепции, используя усовершенствованные ИС оптопары детектора перехода через нуль, силовой симистор и схему ШИМ.

Использование детектора перехода через ноль Оптопара

Благодаря серии оптопар MOC, которые сделали схемы управления симисторами чрезвычайно безопасными и простыми в настройке, а также обеспечивают беспроблемную интеграцию PWM для предполагаемых элементов управления.

В одном из своих предыдущих постов я обсуждал простую схему контроллера двигателя с плавным пуском с ШИМ, в которой реализована микросхема MOC3063 для обеспечения эффективного плавного пуска подключенного двигателя.

Здесь мы также используем идентичный метод для обеспечения соблюдения предлагаемой схемы регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя, на следующем изображении показано, как это можно сделать:

На рисунке мы видим три идентичных каскада оптопары MOC, сконфигурированных в их стандартном симисторе. режим регулятора, а входная сторона интегрирована с простой схемой ШИМ IC 555.

Три контура MOC сконфигурированы для обработки входного трехфазного переменного тока и подачи его на подключенный асинхронный двигатель.

Вход ШИМ на стороне управления изолированными светодиодами оптического модуля определяет коэффициент прерывания трехфазного входа переменного тока, который обрабатывается MOC ICS.

Использование ШИМ-контроллера IC 555 (переключение при нулевом напряжении)

Это означает, что, регулируя потенциометр ШИМ, связанный с ИС 555, можно эффективно управлять скоростью асинхронного двигателя.

Выход на его выводе №3 имеет переменный рабочий цикл, который, в свою очередь, соответственно переключает выходные симисторы, что приводит либо к увеличению среднеквадратичного значения переменного тока, либо к его уменьшению.

Увеличение RMS с помощью более широких PWM позволяет достичь более высокой скорости двигателя, в то время как уменьшение RMS переменного тока с помощью более узких PWM производит противоположный эффект, то есть вызывает пропорциональное замедление двигателя.

Вышеупомянутые функции реализованы с большой точностью и безопасностью, поскольку ИС имеют множество внутренних сложных функций, специально предназначенных для управления симисторами и тяжелыми индуктивными нагрузками, такими как асинхронные двигатели, соленоиды, клапаны, контакторы, твердотельные реле и т. Д.

IC также обеспечивает идеально изолированную работу для каскада постоянного тока, что позволяет пользователю выполнять регулировки, не опасаясь поражения электрическим током.

Этот принцип можно также эффективно использовать для управления скоростью однофазного двигателя, используя одну MOC IC вместо 3.

Конструкция фактически основана на теории пропорционального по времени симистора. Верхняя схема ШИМ IC555 может быть отрегулирована для обеспечения рабочего цикла 50% при гораздо более высокой частоте, в то время как нижняя схема ШИМ может использоваться для реализации операции управления скоростью асинхронного двигателя посредством регулировки соответствующего потенциометра.

Рекомендуется, чтобы эта микросхема 555 имела относительно более низкую частоту, чем верхняя схема IC 555. Это можно сделать, увеличив емкость конденсатора на выводе 6/2 примерно до 100 нФ.

ПРИМЕЧАНИЕ: ДОБАВЛЕНИЕ ПОДХОДЯЩИХ ИНДУКТОРОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО С ФАЗОВЫМИ ПРОВОДАМИ МОЖЕТ Существенно улучшить ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ СИСТЕМЫ.

Лист данных для MOC3061

Предполагаемая форма волны и управление фазой с использованием вышеуказанной концепции:

Вышеописанный метод управления трехфазным асинхронным двигателем на самом деле довольно груб, поскольку он не имеет контроля В / Гц .

Он просто использует включение / выключение сети с разной скоростью для выработки средней мощности двигателя и управления скоростью, изменяя этот средний переменный ток двигателя.

Представьте, что вы вручную включаете / выключаете двигатель 40 или 50 раз в минуту. Это приведет к тому, что ваш двигатель замедлится до некоторого относительного среднего значения, но будет двигаться непрерывно. Вышеупомянутый принцип работает точно так же.

Более технический подход заключается в разработке схемы, которая обеспечивает надлежащий контроль соотношения В / Гц и автоматически регулирует его в зависимости от скорости скольжения или любых колебаний напряжения.

Для этого мы в основном используем следующие этапы:

  1. Н-мост или полный мост IGBT-драйвер Схема
  2. Трехфазный генераторный каскад для питания полной мостовой схемы
  3. В / Гц ШИМ-процессор

Использование полного моста Схема управления IGBT

Если процедуры настройки вышеупомянутой конструкции на основе симистора кажутся вам пугающими, можно попробовать следующее управление скоростью асинхронного двигателя на основе полного моста с ШИМ:

В схеме, показанной на рисунке выше, используется одна микросхема IC IRS2330 с полным мостом (последняя версия - 6EDL04I06NT), который имеет все встроенные функции, обеспечивающие безопасную и безупречную работу трехфазного двигателя.

ИС требуется только синхронизированный трехфазный логический вход через его выводы HIN / LIN для генерации необходимого трехфазного колебательного выхода, который, наконец, используется для работы полной мостовой IGBT-сети и подключенного трехфазного двигателя.

ШИМ-инжектор с регулировкой скорости реализуется через 3 отдельных полумостовых каскада драйверов NPN / PNP, управляемых с помощью SPWM-питания от генератора ШИМ IC 555, как показано в наших предыдущих проектах. Этот уровень ШИМ может в конечном итоге использоваться для управления скоростью асинхронного двигателя.

Прежде чем мы изучим фактический метод управления скоростью для асинхронного двигателя, давайте сначала разберемся, как автоматическое управление В / Гц может быть достигнуто с помощью нескольких схем IC 555, как описано ниже.

Схема автоматического процессора ШИМ В / Гц (Замкнутый контур)

В приведенных выше разделах мы изучили конструкции, которые помогут асинхронному двигателю двигаться со скоростью, указанной производителем, но он не будет регулироваться в соответствии с постоянным соотношением В / Гц, если не будет следующая ШИМ процессор интегрирован с входным каналом H-Bridge PWM.

Вышеупомянутая схема представляет собой простой генератор ШИМ, использующий пару IC 555. IC1 генерирует частоту ШИМ, которая преобразуется в треугольные волны на выводе № 6 IC2 с помощью R4 / C3.

Эти треугольные волны сравниваются с синусоидальной пульсацией на выводе № 5 IC2. Эти пульсации образца получаются путем выпрямления трехфазной сети переменного тока в пульсации 12 В переменного тока и подаются на вывод № 5 IC2 для необходимой обработки.

Путем сравнения двух сигналов, SPWM соответствующего размера генерируется на выводе № 3 IC2, который становится управляющим ШИМ для сети H-моста.

Как работает схема В / Гц

При включении питания конденсатор на выводе №5 начинает с передачи нулевого напряжения на выводе №5, которое вызывает наименьшее значение SPWM в Н-мостовой схеме, которая, в свою очередь, включает асинхронный двигатель для запуска с медленным плавным пуском.

По мере зарядки этого конденсатора потенциал на выводе № 5 повышается, что пропорционально увеличивает SPWM и позволяет двигателю постепенно набирать скорость.

Мы также можем видеть цепь обратной связи тахометра, которая также интегрирована с контактом № 5 микросхемы IC2.

Этот тахометр контролирует скорость ротора или скорость скольжения и генерирует дополнительное напряжение на выводе № 5 IC2.

Теперь, когда скорость двигателя увеличивается, скорость скольжения пытается синхронизироваться с частотой статора, и в процессе она начинает набирать скорость.

Это увеличение индукционного скольжения пропорционально увеличивает напряжение тахометра, что, в свою очередь, заставляет IC2 увеличивать выходной сигнал SPWM, что, в свою очередь, дополнительно увеличивает скорость двигателя.

Вышеупомянутая настройка пытается поддерживать отношение В / Гц на довольно постоянном уровне до тех пор, пока, наконец, SPWM от IC2 не сможет увеличиваться дальше.

В этот момент скорость скольжения и скорость статора достигают установившегося состояния, и это поддерживается до тех пор, пока входное напряжение или скорость скольжения (из-за нагрузки) не изменятся. В случае их изменения схема процессора V / Hz снова вступает в действие и начинает регулировать соотношение для поддержания оптимального отклика скорости асинхронного двигателя.

Тахометр

Цепь тахометра также может быть дешево построена с использованием следующей простой схемы и интегрирована с описанными выше этапами схемы:

Как реализовать контроль скорости

В предыдущих параграфах мы поняли процесс автоматического регулирования, который может быть достигнуто путем интеграции обратной связи тахометра в цепь автоматического регулируемого контроллера SPWM.

Теперь давайте узнаем, как можно регулировать скорость асинхронного двигателя, изменяя частоту, что в конечном итоге заставит SPWM упасть и поддерживать правильное соотношение В / Гц.

На следующей схеме поясняется каскад управления скоростью:

Здесь мы можем увидеть схему трехфазного генератора, использующую микросхему IC 4035, частоту сдвига фазы которой можно изменять, изменяя тактовый сигнал на его выводе №6.

Трехфазные сигналы подаются на логические элементы 4049 IC для создания требуемых HIN- и LIN-каналов для полной мостовой сети драйверов.

Это означает, что, соответствующим образом изменяя тактовую частоту IC 4035, мы можем эффективно изменить рабочую трехфазную частоту асинхронного двигателя.

Это реализуется через простую нестабильную схему IC 555, которая подает регулируемую частоту на вывод № 6 микросхемы IC 4035 и позволяет регулировать частоту через присоединенный потенциометр 100K. Конденсатор C должен быть рассчитан таким образом, чтобы регулируемый частотный диапазон находился в пределах корреляции

.

Моделирование устойчивого состояния трехфазного индукционного генератора с самовозбуждением в несбалансированных / несбалансированных условиях

1. Введение

В связи с повышенным вниманием к вопросам и проблемам энергии, сосредоточение внимания было сосредоточено на разработке автономных источников питания для работы в отдаленные и сельские районы, где электроснабжение от существующих или близлежащих сетей недоступно. Эти типы источников питания могут использоваться даже в регионах, питаемых сетевыми сетями, в случае перебоев в подаче электроэнергии.Среди таких типов, которые привлекли заметное внимание и важность, - трехфазный самовозбуждающийся индукционный генератор из-за его многочисленных преимуществ, таких как простая конструкция, надежность и низкие затраты на установку и обслуживание [1-4]. Были проведены обширные экспериментальные работы и компьютерное моделирование для моделирования и анализа как установившихся, так и переходных характеристик SEIG в сбалансированных условиях эксплуатации. Однако несбалансированной работе SEIG уделялось мало внимания, несмотря на ее практические нужды.Существует два основных метода прогнозирования стабильной работы SEIG при сбалансированных рабочих условиях. Первый метод основан на обобщенной теории машин [5]. Второй метод основан на анализе обобщенной схемы замещения фаз асинхронной машины с применением концепции полного сопротивления контура или узловой проводимости [6,7]. Кроме того, другие исследования были сосредоточены только на однофазном самовозбуждающемся индукционном генераторе и его улучшении регулирования напряжения [8,9].Влияние оконечной емкости исследовалось в [10,12]. Предыдущие исследования были сосредоточены в основном на моделировании и анализе производительности SEIG только при сбалансированных условиях эксплуатации. Основной вклад этой главы - моделирование SEIG вместе с его возбуждением и нагрузкой. В нашем исследовании устойчивого состояния характеристики SEIG определялись для холостых, сбалансированных и несбалансированных нагрузок и / или возбуждения для различных соединений SEIG и нагрузки. Условия эксплуатации были найдены путем итеративного решения предложенной модели.Была построена экспериментальная установка для проверки результатов, полученных с помощью теоретической модели. Модель обобщена для покрытия большего количества типов соединений SEIG и / или нагрузки. Ясно, что теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментальными. Влияние потерь в сердечнике машины рассматривается путем представления сопротивления сердечника в виде полинома второго порядка в единицах X м . Кроме того, намагничивающее реактивное сопротивление было включено в эквивалентную схему обратной последовательности в качестве переменной.Эквивалентные схемы прямой и обратной последовательности используются для моделирования SEIG. Окончательное характеристическое уравнение достигается приравниванием напряжений прямой и обратной последовательности на SEIG и нагрузке.

2. Генератор с подключением звездой к нагрузке без нейтрали

Эквивалентное полное сопротивление нагрузки, показанное на Рисунке 1, можно описать следующим образом;

, где

ZLa, b, c = сопротивление нагрузки на базовой частоте, подключенной по фазе a , b и c , соответственно.

XCa, b, c = Реактивное сопротивление конденсатора возбуждения на базовой частоте, подключенного к фазе a , b и c соответственно.

Za, b, c = Эквивалентный импеданс нагрузки и конденсатора возбуждения на основной частоте, подключенный через фазу a , b и c соответственно.

На стороне нагрузки фазные напряжения:

[VakVbkVck] = [Za000Zb000Zc] [IaIbIc] E4

Поскольку предполагается, что нагрузка и / или конденсаторы возбуждения будут несимметричными, более уместно описать различные задействованные величины. в уравнении.(4) с точки зрения их симметричных составляющих. Используя метод симметричных компонентов, было найдено следующее:

Рис. 1.

Генератор, подключенный звездой - нагрузка подключена звездой без подключения нейтрали.

[Vak0Vak1Vak2] = [Z0Z2Z1Z1Z0Z2Z2Z1Z0] [Ia0Ia1Ia2] E5

Где нижние индексы 0, 1 и 2 обозначают нулевую, положительную и отрицательную компоненты последовательности соответственно. Симметричные составляющие фазных напряжений нагрузки могут быть найдены из трехфазных значений следующим образом:

[Vak0Vak1Vak2] = [1111γγ21γ2γ] [VakVbkVck] E6

, где γ = 1∠120∘

С другой стороны, трехфазный напряжения могут быть найдены в терминах их симметричных составляющих с помощью следующего преобразования:

[VakVbkVck] = [1111γ2γ1γγ2] [Vak0Vak1Vak2] E7

Матрица преобразования, показанная в формуле.(6) можно использовать для нахождения симметричных составляющих токов, а именно: I a0 , I a1 и I a2 . Симметричные составляющие трехфазных импедансов Z a , Z b , и Z c следующие;

[Z0Z1Z2] = 13 [1111γγ21γ2γ] [ZaZbZc] E8

Так как в нагрузке с изолированной нейтралью, подключенной звездой, составляющая нулевой последовательности линейного тока (фазный ток) равна нулю, заменяя I a0 = 0 в уравнении.(5) и расширяющиеся выходы:

Используя метод симметричных компонентов, можно показать, что соотношение между компонентами прямой и обратной последовательности как линейных, так и фазных напряжений выглядит следующим образом:

Следовательно,

Теперь посмотрим на На стороне генератора для моделирования генератора могут использоваться следующие схемы прямой и обратной последовательности, показанные на рисунке 2. Как видно на рисунке 2, сопротивление потерь в сердечнике учитывается в эквивалентной схеме прямой последовательности SEIG.

Рисунок 2.

Эквивалентные схемы индукционного генератора: (a) + ve seq. (b) –ve seq.

Поскольку потери в сердечнике изменяются в зависимости от насыщения, сопротивление потерь в сердечнике выражается как функция намагничивающего реактивного сопротивления ( X м ), как показано в формуле. (15). На рис. 3 показано изменение сопротивления сердечника в зависимости от реактивного сопротивления намагничивания. Хотя это увеличит сложность модели, но модель будет ближе к реальному случаю.

Rc (Xm) = a2Xm2 + a1Xm + a0 pu, где a2 = −17,159, a1 = 33,372, a0 = 35,699E15

Кроме того, напряжение воздушного зазора может быть аппроксимировано в области насыщения как функция X m следующим полиномом шестого порядка. На рисунке 4 показан этот вариант.

Vg / F = b6Xm6 + b5Xm5 + b4Xm4 + b3Xm3 + b2Xm2 + b1Xm + b0 pu, где, b6 = 0,95, b5 = −8,28, b4 = 28,91, b3 = −51,78, b2 = 50,18, b1 = −25,07, b0 = 6.21E16
Рис. 3.

Изменение сопротивления сердечника в зависимости от реактивного сопротивления намагничивания.

Рис. 4.

Изменение напряжения воздушного зазора в зависимости от намагничивающего реактивного сопротивления.

Напряжение на клеммах эквивалентных схем прямой и обратной последовательности равно;

Van1 = −IG1 ZG1E17

Ур. (11), уравнение. (12), уравнение. (17) и уравнение. (18) дают следующее:

Vab2 = (1-γ) IG2ZG2E20

, где

ZG1, ZG2 Входное сопротивление эквивалентных схем прямой и обратной последовательности, соответственно.

Уравнивание симметричных составляющих линейных напряжений дает:

Поскольку фазный ток в генераторе, соединенном звездой, совпадает с линейным током, следовательно,

Подставляя уравнение.(23) и уравнение. (24) в уравнение. (21) и в уравнение. (22) и переставляя, дает следующее:

Z1Ia1 + (Z0- ZG2) Ia2 = 0E26

Решение этих двух уравнений одновременно дает

(Z0 + ZG1) (Z0-ZG2) -Z1Z2 = 0E27

Это характерное уравнение индукционный генератор с изолированной нейтралью, соединенный звездой. Он состоит из двух частей: действительной и мнимой. I a1 и I a2 не равно нулю, поскольку предполагается самовозбуждение, следовательно, действительная и мнимая части уравнения.(27) должно равняться нулю. Подставляя параметры машины, скорость, значения конденсатора возбуждения, можно найти нелинейное уравнение с постоянными коэффициентами в F и X м . Итеративно решая, чтобы найти действительные корни уравнения, которое удовлетворяет ограничениям, находятся значения F и X m ; следовательно, можно определить производительность генератора в этих условиях. Эта процедура выполняется с использованием программного обеспечения MATHCAD®.Блок-схема, описывающая оценку производительности, показана на рисунке 5.

Рисунок 5.

Блок-схема, описывающая оценку производительности.

3. Генератор, подключенный звездой, нагрузка подключена звездой с нейтральным подключением

Подключение для этого случая показано на рисунке 6. В этом типе подключения присутствует составляющая нулевой последовательности линейных токов (т.е. I a0 ≠ 0 ), а составляющая нулевой последовательности фазных напряжений ( В ak0 = 0 ) равна нулю.

Рисунок 6.

Генератор, подключенный звездой - нагрузка подключена звездой с нейтральным подключением.

Расширяющееся уравнение. (5) выходы:

Vak0 = Z0Ia0 + Z2Ia1 + Z1Ia2E28Vak1 = Z1Ia0 + Z0Ia1 + Z2Ia2E29Vak2 = Z2Ia0 + Z1Ia1 + Z0Ia2E30

Подстановка 0 V V 9000 Eq1. (28) и переставляя, получаем:

Подставляя этот результат в уравнения. (29) и (30), получаем:

Vak1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) Ia1 + (Z2 − Z12Z0) Ia2E32Vak2 = (Z1 − Z22Z0) Ia1 + (Z0 − Z1Z2Z0) Ia2E33

Так как фазное напряжение как генератора, так и нагрузки равны, следовательно,

Подставляя уравнения.(34) и (35) в уравнения. (32) и (33), и учитывая, что I G1 = I a1 и I G2 = I a2 , доходность ,

−Ia1 ZG1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) Ia1 + (Z2 − Z12Z0) Ia2E36Ia2 ZG2 = (Z1 − Z22Z0) Ia1 + (Z0 − Z1 Z2Z0) Ia2E37

Так как токи последовательности не равны нулю, то уравнение характеристик эта система равна нулю;

(Z0 − Z1 Z2Z0 + ZG1) (Z0 − Z1 Z2Z0 − ZG2) - (Z1 − Z22Z0) (Z2 − Z12Z0) = 0E38

4.Генератор, подключенный по схеме треугольник - нагрузка, подключенная по треугольнику

Генератор с подключением по треугольнику, питающий нагрузку, подключенную по треугольнику, показан на рисунке 7, где элементы нагрузки, подключенной по треугольнику, могут быть определены следующим образом:

Симметричные компоненты для этого типа подключение нагрузки выглядит следующим образом:

[Z0Z1Z2] = 13 [1111γγ21γ2γ] [ZabZbcZca] E42
Рисунок 7.

Генератор, подключенный треугольником - нагрузка подключена треугольником.

Поскольку нагрузка, как и SEIG, подключена по схеме треугольника, следовательно, фазное (линейное) напряжение как генератора ( В abG ), так и нагрузки ( В abL ) равно.Симметричные составляющие фазного напряжения ( В, , , и ) на стороне нагрузки следующие:

[VabL0VabL1VabL2] = [Z0Z2Z1Z1Z0Z2Z2Z1Z0] [IabL0IabL1IabL2] E43

В, как известно, для нагрузки по схеме Delta имеется abL0 = 0 , следовательно, из уравнения. (43)

VabL0 = 0 = Z0IabL0 + Z2IabL1 + Z1IabL2E44

Это уравнение дает:

IabL0 = - (Z2IabL1 + Z1IabL2) / Z0E45

Из уравнения. (43)

VabL1 = Z1IabL0 + Z0IabL1 + Z2IabL2E46VabL2 = Z2IabL0 + Z1IabL1 + Z0IabL2E47

Подставляя уравнение.(45) в уравнениях. (46) и (47), получаем

VabL1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL1 + (Z2 − Z12Z0) IabL2E48VabL2 = (Z1 − Z22Z0) IabL1 + (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL2E49

Так как генератор и нагрузка подключены по схеме треугольника , следовательно:

VabG1 = VabL1 и VabG2 = VabL2

Однако

VabG1 = - IabG1ZG1 и VabG2 = IabG2ZG2

Подстановка в уравнения. (48) и (49), получаем:

−IabG1ZG1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL1 + (Z2 − Z12Z0) IabL2E50IabG2ZG2 = (Z1− Z22Z0) IabL1 + (Z0 − Z1Z2Z0) IabL2E51

компоненты последовательности фазных и линейных токов связаны следующим образом:

Подставляя уравнения.(52) и (53) в уравнения. (50) и (51)), получаем

−Ia1 (1 − γ) ZG1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) Ia1 (1 − γ) + (Z2 − Z12Z0) Ia2 (1 − γ2) E54Ia2 (1 − γ2) ZG2 = (Z1 − Z22Z0) Ia1 (1 − γ) + (Z0 − Z1 Z2Z0) Ia2 (1 − γ2) E55

Поскольку предполагается возбуждение и изменение урожайности,

(Z1 Z2Z0 − Z0 − ZG1) (Z0− Z1 Z2Z0 − ZG2) - (Z2 − Z12Z0) (Z22Z0 − Z1) = 0E56

5. Генератор, подключенный по схеме «звезда», нагрузка

Подключение для этого случая показано на рисунке 8. Известно, что I a0 = 0 для нагрузки, подключенной звездой, подставив в уравнение.(5) и расширение V ak1 , V ak2 ;

Компоненты последовательности нагрузки линейного напряжения могут быть выражены в терминах компонентов последовательности линейного напряжения как;

Составляющие напряжения генератора прямой и обратной последовательности с точки зрения входных сопротивлений Z G1 и Z G2 являются;

Рис. 8.

Генератор, подключенный треугольником - нагрузка звездой

Эти напряжения равны напряжениям в линии нагрузки, как;

Подставляя уравнение.(59), уравнение. (60), уравнение. (61), и уравнение. (62) в уравнение. (63) и уравнение. (64) дает:

(1 − γ2) Vak1 = -IabG1ZG1E65

Подставляя уравнение. (57) и уравнение (58) в уравнение. (65) и уравнение. (66) дает:

-IabG1ZG1 = (1 − γ2) (Z0Ia1 + Z2Ia2) E67IabG2ZG2 = (1 − γ) (Z1Ia1 + Z0Ia2) E68

Симметричные составляющие линейного тока связаны с симметричными составляющими фазного тока в генератор, подключенный по схеме треугольника, как показано ниже;

Поскольку предполагается, что возбуждение происходит, путем подстановки Ур. (69) и уравнение. (70) в уравнениях. (67) и (68) и перестановка дает:

(3Z0 + ZG1) (3Z0-ZG2) -9Z1Z2 = 0E71

6.Генератор с подключением по схеме «звезда» и нагрузка, подключенная по схеме «треугольник»

На стороне нагрузки на Рисунке 9 симметричные компоненты нагрузки следующие:

[Z0Z1Z2] = 13 [1111γγ21γ2γ] [ZabZbcZca] E72

Известно, что для нагрузки, подключенной по схеме треугольник , В abL0 = 0 . Следовательно, из уравнения. (43);

VabL0 = 0 = Z0IabL0 + Z2IabL1 + Z1IabL2E73

из этого уравнения, можно показать, что;

IabL0 = - (Z2IabL1 + Z1IabL2) / Z0E74
Рис. 9.

Генератор, подключенный звездой - нагрузка, подключенная треугольником

Из уравнения.(43);

VabL1 = Z1IabL0 + Z0IabL1 + Z2IabL2E75VabL2 = Z2IabL0 + Z1IabL1 + Z0IabL2E76

Подставляя уравнение. (74) в уравнениях. (75) и (76), получаем:

VabL1 = (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL1 + (Z2 − Z12Z0) IabL2E77VabL2 = (Z1 − Z22Z0) IabL1 + (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL2E78

на стороне генератора,

Vab G1 =

Vab 1-γ2) Van1 E79VabG2 = (1-γ) Van2 E80

Известно, что

Van1 = −IG1 ZG1E81

Подставляя уравнение. (81) и уравнение. (82) в уравнение (79) и уравнение. (80) дает

VabG1 = - (1 - γ2) IG1ZG1E83VabG2 = (1 - γ) IG2ZG2E84

Поскольку линейные напряжения на стороне генератора и нагрузки равны, следовательно,

- (1 − γ2) IG1ZG1 = ( Z0 − Z1 Z2Z0) IabL1 + (Z2 − Z12Z0) IabL2E85 (1 − γ) IG2ZG2 = (Z1 − Z22Z0) IabL1 + (Z0 − Z1 Z2Z0) IabL2E86

Известно, что,

Поскольку предполагается, что возбуждение происходит, путем замены уравнения.(87), (88), (89) и (90) в уравнения. (85) и (86), и переставляя выход,

(Z0 + 3ZG1 − Z1 Z2Z0) (Z0−3ZG2 − Z1 Z2Z0) - (Z1 − Z22Z0) (Z2 − Z12Z0) = 0E91

7. Обобщение модели стационарного состояния

Уравнения характеристик, выведенные в предыдущих разделах, могут быть представлены одним общим уравнением следующего вида:

(β1Z0ZG1 + β2Z02 + β3Z1Z2) (β4Z0ZG2 + β5Z02 + β6Z1Z2) - (β7Z0Z1 + β8Z22) (β9Z0Z2 + β9Z0Z2 + 0E92

, где для каждого соединения соответствующие значения параметров β приведены в таблице 1 ниже.

9045 - Y 0 90 454 1
Соединение
SEIG-Load
β1 β2 β3 β4 β3 β4 4 β5

β5

904 904 β10

Δ - Δ -1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 3 0 -1 3 0 3 0 3 0
Y - Δ 1 3 -3 1 -1 1 -1 1 -1
Y - Y 1 1 0 -1 0 1 0
Y - Y
с нейтралью
-1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 -1

Таблица 1.

Значения параметра β уравнения характеристик

8. Выводы

Математическая модель, основанная на схемах замещения последовательности SEIG и составляющих последовательности трехфазной нагрузки, была разработана для изучения характеристик SEIG в установившемся режиме. состояние состояние. Сопротивление потерь в сердечнике включено в модель как функция X м .

Кроме того, намагничивающее реактивное сопротивление X м принимается в качестве переменной в эквивалентной схеме обратной последовательности.Рабочие характеристики SEIG были определены для холостых, сбалансированных и несбалансированных нагрузок и / или возбуждения для различных соединений SEIG и нагрузки. Рабочие условия были найдены путем итеративного решения предложенной модели с использованием программного обеспечения MATHCAD®, как описано в разделе 1. Самовозбуждающийся индукционный генератор использует конденсаторы возбуждения на выводах. Для данной скорости и ситуации нагрузки существует определенное значение конденсатора возбуждения, которое обеспечивает нарастание напряжения. Остаточный магнетизм необходим в SEIG для возбуждения.В сбалансированном режиме работы для каждой фазы эквивалентной схемы решается найти F и X м . Несбалансированная работа SEIG может быть проанализирована с помощью метода симметричных компонентов, а фазные напряжения могут заметно отличаться друг от друга.

Экспериментальная установка была построена для проверки результатов, полученных с помощью теоретической модели. Обнаружено хорошее согласие теоретических результатов с экспериментально зафиксированными.Модель обобщена для покрытия всех типов соединений SEIG и / или нагрузки. Характеристическое уравнение каждого типа можно найти, подставив соответствующие параметры, например, от β1 до β10 из таблицы 1, в общую модель.

(β1Z0Zp + β2Z02 + β3Z1Z2) (β4Z0Zn + β5Z02 + β6Z1Z2) - (β7Z0Z1 + β8Z22) (β9Z0Z2 + β10Z12) = 0

.{,. *? = У TTl798EyE.! К AW49le $ + ˳B.tqxK. # Jq $ л "70" zit'H.d¼ $ NdR0 | я A /> I "* /} ذ ގ 'iŖJzȃ ~ g7 \ * d_έ4vsH | 6Z NP} 8? FKooZL7QnU5P-8 3XQǪu} lвͥ7bqA V ~ y'A}

.

Страница не найдена (404) - NXP® Semiconductor

Запрошенная вами страница не может быть найдена.

Возможные причины отсутствия страниц и что можно делать:

  • Если вы ввели URL-адрес в адресной строке , убедитесь, что URL написан правильно.
  • Если вы использовали закладку , удалите ее и перейдите с домашней страницы.
  • Если вы не можете найти продукт или страницу и вам нужны технические помощь , введите запрос на обслуживание.
  • Эта страница может быть недоступна на языке, который вы выбрано
.

Смотрите также