تحديد حجم المكثفات الكهربائية في المحركات

اقرأ في هذا المقال


بالعادة يتم تحديد حجم وسعة المكثف استناداً إلى نظام محرك جر (100) كيلو واط بتردد تحويل مقداره (30) كيلو هرتز باستخدام طوبولوجيا عاكس مشقوق يسمى العاكس المجزأ.

الغرض من تحديد حجم المكثفات الكهربائية في المحركات

يمكن أن يقلل العاكس المشقوق من إجهاد التيار بجذر متوسط التربيع للمكثف الكهربائي بنسبة (50٪)، وذلك مقارنة بالمحولات المعروفة ثنائية المستوى وثلاثية الطور باستخدام تقنية تعديل محددة، بحيث يظهر رسم تخطيطي لدائرة العاكس المجزأة في الشكل التالي (1).

chowd3-3139806-large

أيضاً يتم تقدير إجهاد جذر متوسط التربيع للمكثفات لتحديد قدرة المعالجة الحالية المطلوبة بناءً على محرك (100) كيلو وات، بحيث يتم عرض معلمات إلكترونيات المحرك والطاقة في الجدول التالي، كما أنه يتم إنشاء نموذج محاكاة باستخدام هذه المعلمات لتقييم تيار المحرك عند نقاط تشغيل مختلفة، ثم يتم استخدام القيم الحالية لتقييم إجهاد تيار المكثف.

chowd.t4-3139806-large

كذلك يتم عرض خصائص عزم وسرعة المحرك المحدد جنباً إلى جنب مع تيار مرحلة الذروة في مخطط السطح في الشكلين التاليين (2، 3)، بحيث يتم استخدام القيم الحالية للمحرك لتقييم تيار مكثف جذر متوسط التربيع عند القدرة القصوى على جميع نطاقات التعديل، أيضاً تم استخدام ثلاث تقنيات تعديل مختلفة لتقييم تيار المكثف:

chowd4-3139806-large

chowd5-3139806-large

  • تعديل ثلاثي قائم على الناقل مع تحول طور (180) درجة.
  • تثبيط الاشارة (تنعيمها) مع تحول طور (90) درجة.
  • تعديل متجه الفضاء المتقطع.

كما أنه يمكن ملاحظة أن أقصى جذر متوسط التربيع للتيار الكهربائي من خلال الشكل التالي (4)، وهو نفسه بالنسبة لتقنيات التشكيل الثلاثة ويحدث عند منحنى الركبة بقدرة (100) كيلوواط. تشير النتائج إلى أن بنك المكثف مطلوب للتعامل مع تيار جذر متوسط التربيع (120) أمبير.

chowd6-3139806-large

كما أن الخطوة التالية في تحديد حجم المكثف هي تقدير السعة المطلوبة للحفاظ على تذبذب الجهد في حدود (5٪) من الجهد المقرر، بحيث يتناسب تذبذب الجهد الكهربائي هذا عكسياً مع تردد تيار المكثف، وبالتالي؛ فإن زيادة التردد الكهربائي ستقلل من قيمة السعة لجهد التذبذب المحدد.

المصدر: T. Chen, S. Li and B. Fahimi, "Analysis of DC-link voltage ripple in voltage source inverters without electrolytic capacitor", Proc. 44th Annu. Conf. IEEE Ind. Electron. Soc. (IECON), pp. 1041-1048, Oct. 2018.G.-J. Su and L. Tang, "A segmented traction drive system with a small DC bus capacitor", Proc. IEEE Energy Convers. Congr. Expo. (ECCE), pp. 2847-2853, Sep. 2012.F. D. Kieferndorf, M. Forster and T. A. Lipo, "Reduction of DC-bus capacitor ripple current with PAM/PWM converter", IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 40, no. 2, pp. 607-614, Mar. 2004.R. Abebe et al., "Integrated motor drives: State of the art and future trends", IET Electr. Power Appl., vol. 10, no. 8, pp. 757-771, Sep. 2016.


شارك المقالة: