effet de modulation de largeur d'impulsion sur les compteurs d'erreurs de l'électricité par induction et la perte d'un moteur à induction

Effet de la modulation de largeur d'impulsion sur l'erreur compteurs d'électricité par induction, et les pertes en asynchrone moteur

AP Popov, A. O. Chugul, AA Gorshenkov, SM Klevansky

Sibérie Etat automobile et du chemin Academy (SibADI)

' ( E 500 FR - E 540-5,5 K - EC ) в качестве источника несинусоидального напряжения. Les résultats de l'enquête de mètres d'erreur d'induction d'énergie, et les pertes électriques dans le moteur à induction à un niveau élevé d'harmoniques dans les courbes de courant et de tension lors de l'utilisation de l'onduleur société «Mitsubishi» (E 500 FR - E 540-5,5 K - CE) dans le une source de tension de non-sinusoïdale. Il est montré que l'erreur des compteurs d'énergie par induction et pertes électriques dans les moteur à induction avec des modes de nonsinusoïdaux dans les circuits PWM augmente de plusieurs dizaines de pour cent.

Comme vous le savez, dans les systèmes de puissance dues aux consommateurs d'électricité a augmenté de fonctionnement en mode pulsé, ainsi que des systèmes avec de largeur d'impulsion de modulation de fréquence (PWM) dans les systèmes de convertisseurs électriques avec des moteurs asynchrones, charges non linéaires, des convertisseurs à thyristors, etc il ya un niveau élevé d'harmoniques.

À cet égard, la question de la mesure de l'énergie électrique dans ces conditions demeure pertinente, malgré le fait que la mesure de l'énergie électrique, comme dans le mode sinusoïdal, et en forme d'onde du processus électromagnétiques, a consacré une somme considérable de travail, par exemple [1-6] .

Pour mesurer les systèmes d'approvisionnement en énergie électrique sont actuellement utilisés comme une induction et compteurs d'énergie électroniques. Celui-ci sont souvent sur ​​la base de convertisseurs analogiques-numériques en utilisant un microprocesseur à base de calculateurs, soit, dans le procédé de la puissance de calcul est appliquée à la mesure de discrétisation du temps et de quantification des signaux d'entrée qui sont proportionnelles aux valeurs de courant de courant et la tension à la charge, ce qui donne inévitablement lieu à une erreur de calcul de l'énergie.

Cet article présente les résultats d'une étude de mètres d'erreur d'induction d'énergie et les pertes de puissance dans un moteur à induction à un niveau élevé d'harmoniques dans les courbes de courant et de tension. Dans le même temps utilisé un compteur d'électricité électronique spécial, qui permet d'obtenir des informations fiables sous une forme vague, causée par le PWM.

En tant que tel un compteur électronique utilisé spécialement développé à cet effet un compteur électronique qui fournit un calcul suffisamment précis de la valeur actuelle de l'électricité par rapport à compteur à induction, selon l'expression:

(1)

où - La tension instantanée à travers la charge;

- Le courant de charge instantanée;

- Le temps actuel de la mesure.

Dans le schéma du compteur comme un multiplicateur des valeurs instantanées et utilisé un dispositif à impulsions est multiplié, l'intégrateur d'impulsions et un compteur d'impulsions numériques, ce qui permet de l'erreur totale dans la mesure de la valeur actuelle de l'énergie de quelques dixièmes d'un pour cent (0,1 ÷ 0,2%) dans un harmoniques à haute fréquence dans des multiples de 50 Hz, jusqu'à la fréquence de plusieurs dizaines de kilohertz, et l'utiliser comme un moyen exemplaire de mesurer la puissance électrique.

Ce document ne tente pas de décrire le schéma structurel complet et le circuit du compteur (les organisations et institutions intéressées, ces informations peuvent être fournies). Un des défis est de déterminer le niveau d'erreur possible dans les modes non-sinusoïdales compteur à induction avec des niveaux élevés de courbes de distorsion de courant et de tension à la charge.

500 FR - E 540-5,5 K - EC с номинальной мощностью 5,5 кВт. Les études ont été menées en utilisant un convertisseur de fréquence (PE) Mitsubishi E 500 FR - E 540-5,5 K - CE avec une capacité nominale de 5,5 kW. La charge utilisée dans des éléments de chauffage et le moteur à induction. Schéma de principe de l'installation d'éléments chauffants et le chronogramme des courants et des tensions sont présentés dans la figure. Une et Fig. Deux .

Dans la figure. A. 1, Wh 3 - индукционные счетчики электроэнергии СО 505; Wh 2, Wh 4 - электронные счетчики электроэнергии; ТТ - трансформатор тока; ДН - датчик напряжения; ЧП - частотный преобразователь; R н - сопротивление нагрузки. Schéma de principe de l'installation: Wh 1, Wh 3 - Induction de mètres SB 505 de l'électricité; Wh 2, Wh 4 - Compteurs électroniques d'énergie, CT - CT, MD - capteur de tension PE - convertisseur de fréquence; R n - résistance de charge.

Avant l'expérience dans nonsinusoidality déjà été procédé à des vérifications sur le témoignage d'identification des compteurs électroniques et de l'induction tout en travaillant sur ​​la même charge dans près de sinusoïdale. Schéma du dispositif représenté dans la figure. Trois. Chronogramme de la forme d'onde de tension aux bornes de la charge est représenté sur la fig. 2a .

a)

b)

a)

Dans la figure. Deux. Chronogramme de tensions de phase (A et C) et de phase de courant (b et c)

Entrée et sortie d'urgence pour une charge résistive linéaire

Dans la figure. Trois. L'induction de schéma et l'essai des compteurs électroniques dans le

un témoignage d'identification sous un régime de quasi-sinusoïdale

Dans l'expérience a utilisé le mode suivant de l'onduleur:

= 50 Гц; - La fréquence de la tension fondamentale à la sortie du PE f = 50 Hz;

- Fréquence de la tension de sortie PWM PE - 1 kHz;

= 38 Ом (режим близкий к номинальному) - Impédance de charge onduleur R _{H =} 38 ohms (le régime proche de la valeur nominale)

Il ya eu plusieurs expériences avec une mesure suffisamment précise de mètres temps de l'énergie, et l'enregistrement de leur témoignage.

Selon le témoignage de compteurs d'énergie électroniques déterminé le rendement moyen de l'onduleur à cette charge:

où - La puissance de sortie moyenne de PE;

- La consommation d'énergie moyenne des PE;

(L'écart-type des lectures de la moyenne était de 0,05%)

À la suite du dispositif de mesure de la Fig. 1 ont été mis en valeur relative différences de la preuve électronique et les compteurs d'électricité d'induction dans le pourcentage d'entrée et de l'état de sortie d'urgence, qui, en tenant compte de l'analyse statistique ont été les suivants:

, .

Ces résultats suggèrent que les mêmes valeurs de la charge dans quelques modes de transport non sinusoïdaux en PWM circuits, l'erreur principale des compteurs d'énergie à induction à plusieurs dizaines de fois leur erreur fondamentale en mode sinusoïdal.

Ces résultats ont été obtenus, comme déjà mentionné, pour une charge résistive linéaire. 500 FR - E 540-5,5 K - EC . En raison du fait que les PE utilisé principalement pour l'induction de puissance moteurs (BP) en vue d'accélérer le contrôle, une expérience a été menée afin de déterminer la perte de puissance de la pression artérielle au cours de l'alimenter à partir de PE Mitsubishi E 500 FR - E 540-5,5 K - CE . 2 Y 3 (ном. мощность 5.5 кВт, 3000 об/мин). Pour les études expérimentales utilisées moteur asynchrone AIR100 L 2, Y 3 (puissance nominale de 5,5 kW, 3000 tr / min). La charge appliquée à la pression du sang dans l'appareil de chauffage est chargé avec un générateur de courant continu à excitation mixte. Pré-mesuré la consommation et de la charge la pression artérielle avec le mode sinusoïdal. Après traitement des données expérimentales, il a été constaté que lors de l'alimentation sur la pression artérielle PE, toutes autres choses étant égales par ailleurs, la perte de puissance de la pression artérielle a augmenté de 30% par rapport à un mode sinusoïdal. Cela conduit à un changement dans le régime thermique de la pression artérielle et de la nécessité de réduire sa charge. Les raisons de l'augmentation des pertes de la pression artérielle avec des non-sinusoïdaux modes sont connus et, dans ce travail ne sont pas discutés. L'objectif principal était d'établir le niveau des pertes.

Conclusions:

A. Le dispositif expérimental d'abord définir le niveau d'erreur de base (des dizaines de pour cent) des compteurs d'énergie par induction dans une forme d'onde, créé par le PWM.

Deux.    Les pertes dans les moteurs à induction contrôlés, alimentées par une situation d'urgence, augmente également par rapport à un régime standard pour les quelques dizaines de pour cent, ce qui conduit à une surchauffe de la pression artérielle et de la nécessité de réduire la charge électrique.