Векторне керування двигунами змінного струму в Індії за допомогою недорогих мікроконтроллерів.
Незалежне управління двома двигунами змінного струму. Інвертор має дев'ять комутаційних пристроїв. Пропонований інвертор складається з двох звичайних інверторів з трьома загальними перемикачами. Інвертор з дев’ятьма перемикачами може забезпечити незалежне керування двигунами змінного струму в Індії, керуючи MI інверторів. Імітаційна модель інвертора розроблена в MATLAB/simulink. Представлено дві різні схеми спрацьовування, а саме PWM і SVM. Продуктивність інвертора аналізується за допомогою різних методів перемикання та порівнюється з точки зору THD та втрат при перемиканні. Результати моделювання представлені для різних індексів модуляції.
Зазвичай використовується метод для виявлення несправностей у великих трифазних асинхронних двигунах — вимірювання струму живлення двигуна та аналіз спектру сигналу. Ця техніка добре зарекомендувала себе і, як було показано, вказує на несправність. Однак поточний аналіз сигнатур зазвичай використовують дуже кваліфіковані фахівці, які використовують дороге обладнання. Для менших двигунів (мощністю менше 100 л.с.) потрібна ефективна техніка моніторингу стану. Теплові характеристики двигуна говорять більше про його якість і стан. Для потужних двигунів дуже важливо виявити перегрів, оскільки гарячі обмотки швидко псуються. У цій статті досліджуються можливості використання бездротових датчиків всередині двигуна.
Наведено вичерпний опис найсучасніших типів конструкцій двигунів змінного струму в Індії, контролерів із замкнутим контуром регулювання положення, швидкості та струму/крутного моменту, а також останні тенденції розвитку інверторів, датчиків тощо. Детально обговорюються методики усунення механічних датчиків. Описано спеціальні зусилля, спрямовані на зменшення пульсації крутного моменту, шуму та вібрації. Наведено вплив мікроелектроніки через інтегровані мікросхеми, що використовуються в керуванні приводами двигунів PMBLDC. Збільшується кількість застосувань цього приводу через покращення продуктивності та зниження його вартості.
Вимоги сучасних систем бути безшумними та безперебійними збільшують витрати виробництва. Виробництво та придбання високоякісних двигунів, які відповідають цим вимогам, стає все дорожчим. Використовуючи постійно зростаючу потужність комп’ютера, доступну в мікроконтролерах, при тих же витратах можна використовувати датчики струму для розробки налаштувань керування, які зменшують пульсації потужності, викликані комутаторами двигунів змінного струму. Ці хвилі, якщо їх не зменшити, поширюються до пульсації крутного моменту, яка потім збільшує наявний рівень акустичного шуму.
Серводвигуни змінного струму мають застосування в точному позиціонуванні, як-от РОБОТ, високій швидкодії та багато іншого. Для керування серводвигуном змінного струму більша частина приводу оснащена традиційним контролером, який може бути типу PI або PID. Тому налаштування параметра PI, що використовується в цьому приводі, дуже необхідно. Однак під час деяких умов експлуатації цей контролер може не забезпечувати задовільної продуктивності та точності. У цій статті представлено дослідження керування двигунами змінного струму в замкненому контурі в Індії за допомогою Fuzzy Logic Controller, коли двигун працює в польовому керуванні. Двигун, який використовується в двигунах змінного струму в Індії, це синхронний двигун з постійним магнітом. У FOC по осі d опорний струм приймається за нуль. Основна увага приділяється контролю положення та швидкості синхронного двигуна з постійним магнітом. Продуктивність цієї схеми тестується за допомогою програмного забезпечення MATLAB/SIMULINK.
Збільшений попит на електроенергію в Індії через швидку індустріалізацію вимагає проектування системи з низькою вартістю, зниженими втратами та більш високою ефективністю. Велика кількість двигунів потрібна для промислових застосувань. Для електродвигунів із ПМ існують два методи керування. Ці звичайні методи мають проблему підвищення вартості, складності апаратури та відсутності незалежного контролю. Тут представлено інвертор з XNUMX перемикачами z-джерела для керування двома навантаженнями змінного струму в незалежному режимі. Використовується для підвищення напруги за один етап. Його перевага полягає в тому, що кількість комутаційних пристроїв зменшується вдвічі в порівнянні з двома трифазними інверторами. Існує широкий спектр застосування такого інвертора в електромобілях, промислових роботах, електропоїздах, системах приводу літаків, двигунах електричних кораблів тощо.
Батарея з живленням пізніше використовується для приводу двигуна BLDC, який приводить в рух транспортний засіб. Для зарядки батареї використовується настінний зарядний пристрій і сонячна енергія, де настінний зарядний пристрій - це звичайна мережа змінного струму, після відповідного випрямлення отриманий вихід постійного струму. І, як ми знаємо, сонячна енергія прямо пропорційна сонячному випромінюванню, а сонячне випромінювання не завжди є постійним, тому ми вирішили використовувати DC-DC понижувальний перетворювач на виході сонячної енергії, який може давати постійну вихідну напругу. Ми також хотіли б зазначити, що електроенергія, яка використовується для керування двоколісним транспортним засобом, робить автомобіль гібридним двоколісним транспортним засобом, який включає більше ніж одне джерело.Векторне керування двигунами змінного струму в Індії за допомогою недорогих мікроконтроллерів. Контролер двигуна для управління двигуном BLDC та іншими параметрами в гібридному двоколісному транспортному засобі використовує інтерн рекуперативного гальмування для зарядки акумулятора, де двигун буде діяти як генератор.
Зростає інтерес до використання систем перетворення відновлюваної енергії для постачання електроенергією сільських домогосподарств в Індії. Такі системи мають бути розроблені з максимальною ефективністю та з мінімальною кількістю проміжних етапів. У цьому контексті пропонуються модифікації для двох поширених сільських побутових приладів; мокрий подрібнювач і тістомашина для будинків з нульовою енергією (NZEH). У цій статті двигуни змінного струму, які зазвичай використовуються для двох вищевказаних приладів, замінені двигунами змінного струму в Індії, таким чином уникаючи інверторів у системі. Також розроблені інтерфейси силової електроніки для двигуна PMDC. Були представлені дослідження, які показують підвищення енергоефективності та зниження вартості приладів у результаті цієї заміни. Даховий фотоелектричний масив (RTPV) є основним джерелом живлення пропонованого NZEH.
Для управління асинхронним двигуном пропонується інтелектуальний регулятор напруги змінного струму. Він контролює швидкість двигуна, регулюючи кути спрацьовування тиристорів. Контролер на основі адаптивної мережної системи нечіткого висновку (ANFIS) був розроблений для безконтрольного керування датчиком із відкритим контуром. Отримані результати були задовільними та багатообіцяючими. Крім простоти, стабільності та високої точності такий контролер забезпечує м’який запуск. Він підходить для керування асинхронним двигуном як плавного пускання та регулювання швидкості в компресорах, повітродувках, вентиляторах, насосах та багатьох інших програмах.
Контролери напруги змінного струму знаходять важливе застосування в регулюванні швидкості асинхронних двигунів, диммерів, терморегуляторів і пристроїв плавного пускання. Подрібнювач змінного струму — це комбінація двонаправлених перемикачів для керування вихідною напругою шляхом зміни робочого циклу перемикачів. У цій статті обговорюється нова схема перемикання для трифазного подрібнювача змінного струму, яка вимагає лише трьох змінних для перетворення фіксованої вхідної змінної напруги в керовану змінну напругу. Додатковою перевагою є те, що ця схема враховує безпечну роботу подрібнювача змінного струму, запобігаючи короткому замиканню. У той же час він забезпечує шлях до електродвигунів змінного струму, коли напруга на клемах падає до нуля. Реалізація запропонованої схеми призводить до значно простішої схеми керування, ніж обговорюється в літературі. Для роботи використовується трифазний асинхронний двигун 3HP, що живиться від трифазного подрібнювача змінного струму. Результати моделювання підтверджують покращення коефіцієнта потужності, що призводить до економії електроенергії.
Двигуни змінного струму широко використовуються в багатьох промислових сферах, таких як портативні дрилі, швейні машини, змішувачі для їжі та ручні інструменти, що вимагають високого пускового моменту. Регулювання напруги якоря є ефективним і простим методом регулювання швидкості в більшості цих застосувань. Твердотільні двигуни змінного струму Індія можна використовувати для керування напругою, що подається на двигун. Для цієї мети комерційно доступні контролери напруги змінного струму з підключеними між собою SCR або TRIAC, які використовують стратегію фазового регулювання. Однак виявлено, що контролери створюють такі проблеми, як введення гармонік у вхідне джерело живлення, поганий коефіцієнт потужності живлення та висновок до комунікаційного обладнання. Ці проблеми є серйозними при великих кутах стрільби контролера. Проблеми, викликані методом фазового регулювання, можна подолати, якщо використовувати техніку широтно-імпульсної модуляції для регулювання швидкості двигунів змінного струму в Індії.
Основна перевага багатофазних приводів змінного струму з керуванням частотою полягає в тому, що вони мають більше ресурсів керування, ніж 3-фазні. Збільшення числа фаз інверторної системи (тобто числа фаз) більше ніж на п'ять разом із спільним застосуванням методу надфазового регулювання та класичного принципу регулювання частоти двигуна змінного струму в цих системах дозволяють значно покращити ряд техніко-економічні характеристики приводу (швидкість реагування, надійність, вартість виготовлення тощо).
Електродвигуни становлять майже дві третини використання електроенергії для побутових, комерційних та промислових застосувань. Витрати на енергію за весь термін експлуатації двигунів набагато більше, ніж загальна вартість придбання двигунів. Вихід з ладу двигуна може коштувати дорожче з точки зору виробництва та невиконання зобов’язань перед замовником та урядом. Одна невдача може негативно вплинути на короткострокову прибутковість компанії, багаторазова або повторна невдача може знизити конкурентоспроможність як у довгостроковій, так і в середньостроковій перспективі. У промисловості добре відома практика ремонту/перемотування несправного двигуна, щоб уникнути капітальних витрат на покупку нового двигуна.
Найбільш часто використовуваним контролером у галузі промисловості є контролер пропорційно-плюс-інтегральний (PI), який вимагає математичної моделі системи. Контролер нечіткої логіки (FLC) є альтернативою звичайним PI-контролерам, особливо коли доступні моделі системи неточні або недоступні. Крім того, швидкий розвиток цифрових технологій дав розробникам можливість реалізувати контролери з використанням програмованої вентильної матриці (FPGA), яка залежить від паралельного програмування. Цей метод має багато переваг перед класичними мікропроцесорами. У даній дослідницькій роботі пропонується FLC, виготовлений на сучасній платі FPGA (Spartan-3A, Xilinx Company), для реалізації прототипу регулятора швидкості для трифазного асинхронного двигуна (біличинкового типу). Стратегії FLC і PWM інвертора, які були вбудовані в FPGA, показали швидку реакцію і хорошу стабільність в управлінні трифазним асинхронним двигуном.
Дивлячись на стурбовану проблему швидкого зростання експлуатаційних витрат через різке зростання цін на паливо та суворі норми викидів в автомобільній промисловості, головним рішенням є HEV та EV, які відтепер виявляються проясненнями. Для глибшого вивчення HEV та EV, щоб отримати імпровізовані рішення для вищезгаданих проблем, двигун є його невід'ємною частиною, будучи рушійною силою або на повний робочий день, або за рахунок неповного руху транспортного засобу. З незапам'ятних часів двигуни використовувалися в HEV і EV як основна сила, і використання двигуна зазнало різних змін, від двигунів постійного струму, які спочатку використовувалися, до двигунів змінного струму, які знаходять застосування в даний час з деякими спеціальними двигунами. Двигуни поділяються на три категорії: елементарні двигуни постійного струму, двигуни змінного струму та спеціальні двигуни.
Система діагностики та контролю несправностей дозволяє в режимі он-лайн аналізу на настільному додатку, веб-додатку та автономному аналізі для визначення несправностей трансформатора та їх усунення на основі певних симптомів, що спостерігаються на обладнанні, та їх порівняння з результатами обстеження стану системи охолодження. , стан вводу, стан системи ізоляції, розвиток часткового розряду, вмикання/вимкнення трансформатора, перевищення меж контрольованих параметрів та оцінка залишкового ресурсу, дані якого постійно оновлюються в базу даних існуючої системи.Векторне керування двигунами змінного струму в Індії за допомогою недорогих мікроконтроллерів. Такі модулі розроблені для двигунів змінного струму, двигунів постійного струму та вуличних ліхтарів і інтегровані в один пакет, а саме систему діагностики та контролю несправностей (FDC). Запропонована система FDC використовує веб-архітектуру експертної системи, яка зарекомендувала себе як ефективна платформа для діагностики та керування трансформаторами.
На практиці більшість цих приводів базуються на двигунах змінного струму в Індії, оскільки такі двигуни міцні, надійні та відносно недорогі. Однофазний в трифазний перетворювач має широкий спектр застосування в сільській місцевості, а також у галузях, де трифазне обладнання або двигуни повинні працювати від легкодоступного однофазного джерела живлення. Ці перетворювачі є відмінним вибором для ситуації, коли трифазне джерело живлення недоступне. Додатковою перевагою є те, що трифазні двигуни більш ефективні та економічні, ніж однофазні двигуни. Також пусковий струм у трифазних двигунах менший, ніж в однофазних двигунах. Для цього потрібне потужне, ефективне виборче та високоякісне однофазне перетворення в три фази. Розширені методи ШІМ використовуються для гарантування високої якості вихідної напруги та синусоїдального входу на клемі однофазного джерела.
Основна частка електроенергії витрачається на привід. Двигуни змінного струму в Індії становлять основну частку загального споживання електроенергії в приводах. Не тільки в промисловому секторі електроенергія, що споживається двигунами змінного струму в сільськогосподарському та комерційному секторах, також є досить значною. Тільки в промисловому секторі вони споживають близько 70% електроенергії. Тому ефективність двигуна має першорядне значення, як для енергозбереження, так і для вартості енергії. У цій статті висвітлюються методи підвищення ефективності асинхронних двигунів змінного струму. ККД двигуна визначається як відношення вихідної механічної потужності до електричної потужності, що вводиться в двигун, тобто
Процес зазвичай успішний, якщо номінальна потужність приводів, двигунів змінного струму, аналогових і цифрових входів/виходів датчиків та їх інтерфейсу узгоджені таким чином, що їхня потужність і полярність не втрачаються та не погіршуються. Зроблено технічні зусилля, щоб зрозуміти механізм і розподіл зусиль, а також відповідність характеристик двигунів і приводів разом із задіяними кодерами та коефіцієнтами коробки передач.
Дефіцит енергії є життєво важливим, і, щоб пережити дефіцит, компанії винаходять способи видобутку енергії з відновлюваних джерел. Підвищення ефективності кінцевого використання та потреба в технологічних розробках для вирішення дефіциту енергії полягає у підвищенні ефективності електродвигунів та використанні таких технологій у додатках. Наука каже нам, що електродвигуни працюють за допомогою взаємодії магнітних полів і провідників зі струмом для створення сили.
Перетворювачі змінного в постійний широко використовуються для перетворення змінного струму в постійний, регулювання швидкості двигунів змінного струму тощо. У цій статті представлена нова багаторівнева топологія перетворювача постійного струму в постійний струм, де замість широтно-імпульсної модуляції кран зміна здійснюється для формування синусоїдальної вихідної напруги. Навантаження підключається до вторинної сторони роз'єднувального трансформатора. Протягом кожного півперіоду схема контролера використовується для систематичного перемикання різних комутаційних пристроїв, підключених до трансформатора, що перемикає відводи. Векторне керування двигунами змінного струму в Індії за допомогою недорогих мікроконтроллерів.Схема контролера отримує командний сигнал у вигляді напруги або струму і подає необхідні сигнали перемикання відповідним комутаційним пристроям і в кінцевому підсумку контролює величину вихідної напруги і загальну продуктивність багаторівневого інвертора. Модель на основі MATLAB розроблена для дев'яти рівнів вихідної напруги. За допомогою запропонованої схеми THD вихідної напруги різко зменшується. Крім того, завдяки дев'яти рівням інвертора, вимоги до фільтрів також знижені.
У цій роботі представлена універсальна система регулювання швидкості двигуна з ШІМ подрібнювачем змінного струму. Наведено принципи роботи системи керування, що реалізується за допомогою мікроконтролера. Виведено математичну модель універсального двигуна та ШІМ-переривника змінного струму та досліджено поведінку системи шляхом моделювання. Коефіцієнт потужності мережі, швидкість двигуна та струм аналізуються для різних умов навантаження. Наведено гармонічний аналіз струму та напруги двигуна та порівняно з методикою фазового регулювання. Для перевірки ефективності системи проводяться експерименти. Згідно з експериментальними результатами, можна досягти як простої апаратної конструкції, так і хорошої швидкості.
Досягнення в автоматизації процесів металопрокату та посилення стандартів якості призводять до зростання попиту на виявлення несправностей та діагностику електродвигунів. Невідповідність двигуна або зчеплене навантаження на вал двигуна є однією з поширених причин, яка створює більшість механічних несправностей і призводить до вібрації двигуна. Хоча для моніторингу стану двигуна доступні різні алгоритми, онлайн-ідентифікація невідповідності двигуна та комплексне повідомлення про несправності персоналу з обслуговування все ще відсутні. Аналіз спектру струму двигуна для неузгодженого двигуна недостатньо задокументований. У цій статті представлено новий онлайн-алгоритм діагностики несправностей, пов’язаний з нецентруванням асинхронних двигунів, що живляться від приводу зі змінною швидкістю. Інноваційний підхід включає спектральний аналіз і метод виявлення несправностей на основі кластеризації. Новий набір коефіцієнтів ознак механічних несправностей витягується із струму статора шляхом його спектрального розкладання. Методика перевірена експериментально для асинхронного двигуна потужністю 7.5 к.с.
Двигуни змінного струму в Індії - це найпопулярніший електричний перетворювач, який використовується для м'якого або плавного пуску асинхронних двигунів. Але коли він використовується з індукційним генератором (працює на суперсинхронній швидкості), він виходить з ладу. Причина, пов’язана з такою поведінкою, викладена тут детально. Далі описано деякі аспекти енергозбереження за допомогою асинхронної машини зі зміною полюсів. Представлено як результати моделювання, так і результати тестування. Хвильові турбіни можуть бути самозапускаються або не самозапускаються. Для отримання контрольованої потужності використовується індукційна машина з двигунами змінного струму. Збудження та енергозбереження цієї електрогенеруючої системи аналізуються як з самозапускаються, так і без самозапускаються турбін.
Принцип векторного керування двигунами змінного струму, Індія, динамічне керування двигунами змінного струму та асинхронними двигунами, зокрема, до рівня продуктивності, порівнянного з показником машини постійного струму. Детально описані основні рівняння, що описують динамічну поведінку асинхронної машини в системі відліку, що обертається. На основі цих рівнянь виведена структура асинхронного приводу з векторним керуванням. Розроблено процедуру проектування для систематичного проектування коефіцієнта посилення та постійної часу різних контролерів. Процедура оцінюється за допомогою обширного комп’ютерного моделювання. Складний характер схеми векторного керування накладає на контролер велике обчислювальне навантаження. Для цього розроблено контролер на основі цифрового сигнального процесора (DSP). Схема живлення розроблена з використанням біполярних транзисторів із ізольованим затвором (IGBT). Ефективність векторно-керованої схеми перевірена на прототипі накопичувача потужністю 40 л.с.
Для застосування з високим крутним моментом і низькими швидкостями в целюлозно-паперовій і цементній промисловості використовується двигун постійного струму або двигун із клітинним типом з редуктором. У цій роботі представлено використання асинхронного двигуна з подвійним живленням як високошвидкісного приводу з високим крутним моментом. Показано, що такий двигун працює як двигун постійної швидкості без будь-яких проблем зі стабільністю.
У цій статті представлена технічна життєздатність паливного елемента як альтернативного палива дизелю, що використовується в дизель-електричних агрегатах (DEMUS) для приміських/коротких пасажирських перевезень в Індії. Паливний елемент є очевидним, вільним від забруднення, поновлюваним і цілком джерелом енергії. Була розроблена система з використанням паливних елементів, літій-іонних батарей та ємності, щоб задовольнити перехідну та базову потребу в енергії транспортного приводу. Він подолає обмеження системи паливних елементів (FCS) для забезпечення перехідного струму та потреби в потужності. Рекуперація енергії за допомогою рекуперативного гальмування та необхідність систем накопичення електричної енергії також обговорюється, щоб зробити роботу ефективною. Також коротко обговорюються електроприводи, паливні елементи, топології перетворювача. Ефективність DEMU на основі FCS була змодельована на стандартному маршруті, що показує, що близько 35% енергії можна відновити під час рекуперативного гальмування.
Генератор є найважливішим і дорогим обладнанням в енергосистемі. Для надійності енергосистеми дуже важливий захист генератора. Існують різні типи захисту генератора, які існують у реальній сфері, як-от захист від зворотного живлення, захист від замикань на землю статора та ротора, захист від негативної послідовності фаз, захист від перевантаження струму, захист від перенапруги тощо. Щоб продемонструвати концепції та складності захисту генератора в У лабораторному середовищі розроблено та розроблено захисну панель з різними реле. Захисна панель була практично побудована в лабораторії динаміки рідини та машин на факультеті енергетики університету Джадавпур, Колката. Генератор під захистом приводиться в рух через горизонтальну вісь піко-турбіну Френсіса розміром 100 мм; Робоча головка 1.5 м з розрядом 2000 л/хв.
У цій роботі метод адаптивного керування застосовано до синхронного двигуна з постійними магнітами (PMSM). Розроблено адаптивне керування, яке залежить від лінеаризації зворотного зв’язку вхід-вихід для регулювання крутного моменту та швидкості PMSM. Завдяки лінеаризації зворотного зв'язку досягається постійне та квадратичне розв'язування струму та управління. Крутний момент стає лише пропорційним квадратичному струму, а постійний струм контролюється до нуля. Векторне керування двигунами змінного струму в Індії за допомогою недорогих мікроконтроллерів.Адаптивне керування використовується для оцінки невизначеної варіації параметрів рослини, а також не потребує попередньої інформації про реальний параметр. За допомогою результату моделювання виконано адаптивну схему керування. З цих результатів видно, що запропонований метод отримує високі динамічні характеристики, як і векторне керування.
В Індії попит на воду постійно зростає через зростання населення. Приблизно 16.5% всієї електроенергії в країні, яка використовується для перекачування цієї води, отримується з викопного палива, що призводить до збільшення вартості життєвого циклу насосів (LCC) і викидів парникових газів (ПГ). Завдяки останнім досягненням в області силової електроніки та приводів, відновлювані джерела енергії, такі як сонячна фотоелектрична та вітрова енергія, стають легкодоступними для використання водних насосів, що призводить до скорочення викидів ПГ. Останнім часом дослідження водяних насосних систем (WPS) на основі двигуна змінного струму приділяють велику увагу завдяки їх численним перевагам. Крім того, враховуючи величезне визнання відновлюваних джерел, особливо сонячних і вітрових, у цій статті наведено детальний огляд одноступінчастих і багатоступеневих WPS, що складаються з двигунів змінного струму, що працюють від відновлюваних джерел. Критичний огляд виконується на основі наступних показників, включаючи тип двигуна, інтерфейс силової електроніки та відповідні стратегії керування.
Фактично шляхом гібридизації джерел енергії досягаються переваги різних відновлюваних джерел. У цьому перетворювачі потужність може бути гнучко розподілена без будь-яких спотворень між джерелами входу. Цей перетворювач має кілька виходів з різними рівнями напруги, що робить його придатним для взаємодії з різними інверторами. Використання різних інверторів призводить до зниження гармонік напруги. Перетворювач має дві індуктивності і два конденсатора. Залежно від станів зарядки та розрядки системи накопичення енергії для перетворювача визначено два різних режими роботи. Обгрунтованість запропонованого перетворювача та його контрольні характеристики перевіряються результатами стимуляції та експериментів для різних умов експлуатації.
