l'effet de la largeur d'impulsion de modulation sur l'erreur des compteurs et des pertes d'énergie par induction à moteur asynchrone

effet PWM en cas d' erreur induction mètres et les pertes en électricité asynchrone moteur

AP Popov, AO Chugulёv AA Gorshenkov, SM Klevansky

Siberian State Automobile et de la route Academy (SibADI)

Les résultats de l'étude de l' erreur induction compteurs d'énergie et les pertes électriques dans le moteur à induction à un niveau élevé d'harmoniques dans les courbes courant et de tension à l' aide de l'onduleur de la société «Mitsubishi» (E 500 FR - E 540-5,5 K - CE) dans comme une source de tension non sinusoïdale. Il a été montré que l'erreur de compteurs d'électricité et des pertes de puissance d'induction dans un moteur asynchrone avec des modes non sinusoïdaux dans les circuits de PWM avec augmentée de plusieurs dizaines de pour cent.

Comme vous le savez, en raison de l'augmentation des consommateurs de systèmes d'alimentation d'électricité fonctionnant en mode pulsé, ainsi que des systèmes avec modulation de largeur (PWM), convertisseurs de fréquence dans les entraînements électriques avec systèmes de moteurs à induction, les charges non-linéaires, des convertisseurs à thyristors, etc. il y a un niveau élevé d'harmoniques supérieures.

À cet égard , la question de la mesure de l' énergie électrique dans ces conditions reste valable en dépit du fait que les mesures sur l' énergie électrique comme en mode sinusoïdal ou dans un processus électromagnétiques non sinusoïdaux consacré une quantité considérable de travail, par exemple [1, 6] .

Pour la mesure de l' énergie électrique dans les systèmes électriques sont actuellement utilisés comme une induction et les compteurs d'électricité électroniques. Ces derniers sont souvent basés sur les convertisseurs analogique-numérique en utilisant des calculateurs à base de microprocesseurs, t. E. Dans le processus de calcul de l' électricité utilisé des mesures d'échantillonnage dans le temps et la quantification des signaux d'entrée proportionnels aux valeurs actuelles de courant et de tension à la charge, ce qui génère inévitablement le calcul des erreurs d'énergie.

Cet article présente les résultats d'une étude d'erreur induction compteurs d'énergie et les pertes de puissance dans le moteur à induction à un niveau élevé d'harmoniques dans les courbes courant et de tension. Ce compteur électronique spécial de l' énergie électrique a été utilisé, ce qui permet d'obtenir des informations fiables dans des conditions non-sinusoïdales causées par le PWM.

En tant que tel un compteur électronique utilisé spécialement conçu à cet effet un compteur électronique qui fournit un calcul de haute précision de la valeur actuelle de la puissance électrique par rapport au compteur à induction, conformément à l'expression:

(1)

- La valeur instantanée de la tension de charge;

* - La valeur instantanée du courant de charge;

- La mesure du temps actuel.

Dans le schéma synoptique du compteur en tant que multiplicateur de valeurs instantanées et dispositif pulsé utilisé est multiplié, l'intégrateur d'impulsions et un compteur d'impulsions numérique, ce qui permet de l'erreur totale dans la mesure de la puissance actuelle de l'ordre de quelques dixièmes de pour cent (0,1¸0,2%) dans un niveau élevé d'harmoniques aux fréquences multiples de 50 Hz jusqu'à fréquence de plusieurs dizaines de kilohertz, et l' utiliser comme un moyen exemplaire de mesure de l' énergie électrique.

Dans cette étude ne vise pas à décrire les schémas structurels et schématiques complets du compteur (les organisations et organismes intéressés, ces informations peuvent être fournies). L' un des objectifs est de déterminer le niveau potentiel d'erreur dans les non-sinusoïdales modes induction de compteurs avec des niveaux élevés de courbes de distorsion de courant et de tension à la charge.

Les études ont été effectuées 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 les éléments chauffants et le moteur asynchrone. Schéma des schémas d'installation et de l' élément en cours de chauffage temporaire et tension indiquées dans la Fig. 1 et la Fig. 2 .

Fig. 1. Schéma de l'installation: Wh 1, Wh 3 - compteur inductif avec 505 électricité; Wh 2, 4 Wh - compteurs d'électricité électroniques; CT - transformateur de courant; NAM - capteur de tension; PE - convertisseur de fréquence; N R - résistance de charge.

Avant l'expérience dans des conditions non-sinusoïdales de la pré-test a été effectué sur la déposition d'identification des compteurs électroniques et d' induction tout en travaillant sur la même charge à proximité sinusoïdale. Schéma de raccordement des dispositifs représentés sur la Fig. 3. Diagramme de la tension à la courbe de charge représentée sur la Fig. 2a .

a)

b)

c)

Fig. 2. chronogrammes des tensions de phase (a et c) et des courants de phase (et)

l'état d'entrée et de sortie d'urgence dans le cas d'une charge résistive linéaire

Fig. 3. Le régime de vérification de l' induction et des compteurs électroniques sur

identification des indications pour fermer en mode sinusoïdal

Dans l'expérience utilisé le mode de fonctionnement du variateur suivant:

- Fundamental fréquence de sortie tension PE f = 50 Hz;

- La fréquence du PE PWM tension de sortie - 1 kHz;

- Résistance à la charge de l'onduleur R H = 38 ohms (mode nominal proche)

Plusieurs expériences avec une mesure suffisamment précise du temps des compteurs d'énergie et l' enregistrement de leur témoignage a été menée.

Selon le témoignage des compteurs d'énergie électroniques déterminé la valeur moyenne du coefficient de fréquence efficacité du convertisseur à cette charge:

- Puissance moyenne à la sortie d'urgence;

- La consommation moyenne d'énergie de secours;

(Écart - type des lectures de la moyenne était de 0,05%)

Le résultat des mesures selon le schéma de la Fig. 1 ont été mis les valeurs relatives des * différences témoignage d'électricité entrée mètres en pourcentage électronique et de l' induction et de l' état de sortie d'urgence, en tenant compte du fait que le traitement statistique constitué par les valeurs suivantes:

. .

Les résultats montrent que , pour les mêmes valeurs de charge dans les modes non-sinusoïdales dans des circuits avec PWM, l'erreur de base de compteurs d'énergie par induction à plusieurs dizaines de fois leur erreur de base en mode sinusoïdal.

Ces résultats ont été obtenus, comme déjà mentionné, pour une charge résistive linéaire. En raison du fait que l'état d'urgence est utilisé principalement pour les moteurs de puissance à induction (BP) dans le but de contrôle de la vitesse, l' expérience pour déterminer la perte de puissance a été menée dans BP lorsque l'alimentation du PE Mitsubishi E 500 FR - E 540-5,5 K - CE . Pour les études expérimentales ont utilisé un moteur asynchrone AIR100 L 2 Y 3 (nom. Puissance 5,5 kW, 3000 tr / min). La charge appliquée BP chauffe chargée sur le générateur de courant continu avec excitation mixte. Pré-mesurée de la consommation d'énergie et la tension artérielle charge en mode sinusoïdal. Une fois le traitement des données expérimentales, il a été constaté que la BP de puissance du PE dans des conditions égales par ailleurs, la perte de puissance augmente la tension artérielle de 30% par rapport à un mode sinusoïdal. Cela conduit à un changement de régime thermique de la pression artérielle et de la nécessité de réduire sa charge. Les raisons de l' augmentation des pertes de la pression sanguine dans les modes non-sinusoïdales sont connus et ne sont pas abordées dans le présent document. L'objectif principal était d'établir le niveau de ces pertes.

Conclusions:

1. Pour la première fois expérimentalement régler le niveau d'erreur de base (dix pour cent) d'induction compteurs d'électricité dans un PWM généré non-sinusoïdal.

2.    Les pertes dans les moteurs à induction commandés, alimentés par une situation d'urgence, augmente également par rapport à un mode d'alimentation standard à plusieurs dizaines de pour cent, ce qui conduit à une surchauffe et la nécessité de réduire la capacité de charge de la pression artérielle.