بررسی صرفه جویی انرژی در درایوهای موتور صنعتی با مبدل های دو طرفه
چکیده
درایوهای موتور فناوری پرکاربردی هستند که مزایای بسیاری را به مانند کنترل سرعت استثنایی و انعطاف پذیری را ارزانی می دارند. بهبود قابلیت اطمینان و کارآیی به یک دلبستگی پژوهشی عظیم تبدیل شده است. در این راستا و با توجه به تحولات عمده اخیر در فناوری اَبَرخازن، استفاده از مبدل های بازیابی انرژی دو طرفه در کاربردهای مختلف صنعتی وارد شده اند. در این مقاله، ترمز احیا کننده یک موتور القایی سه فازه که تحت کنترل یک درایو با فرکانس متغیر قرار دارد تجزیه و تحلیل گشته و بخشی از انرژی جنبشی که قابلیت بازیافت دارد محاسبه می گردد. نقش اصلی این مقاله روش برآورد صرفه جویی انرژی است که می توان با استفاده از این ویژگی بازیابی انرژی بدان نائل آمد. افزون بر این، مدت زمان بهینه ترمز که انرژی بازیافتی را حداکثر می نماید مورد تحقیق قرار خواهد گرفت. اعتبارسنجی تجزیه و تحلیل ارائه شده در این مقاله به صورت تجربی صورت پذیرفته و نتایج به بحث گذاشته می شوند.
I. مقدمه
استفاده از درایوهای با فرکانس متغیر تا حد زیادی در طی سالیان گذشته افزایش یافته است. برخی از دلایل این امر عبارتند از: قابلیت کنترل، عملکرد دینامیکی مناسب و انعطاف پذیری [1]. از آنجایی که استفاده از درایوهای با فرکانس متغیر به راه حل محبوبی در صنعت تبدیل شده است، بهبود آن ها از نظر کارآیی و قابلیت اطمینان از موارد بسیار مورد علاقه تحقیقاتی محسوب می شود.کاربردهای بسیاری تحت کنترل درایوهای الکتریکی مانند: بالابرها، ماشین آلات ابزارکاری، ماشین آلات بسته بندی، و غیره وجود دارند که با توقف / شروع مکرر و چرخه های وظیفه متناوب شناخته می شوند [2]؛ از این رو، پتانسیل صرفه جویی در انرژی قابل توجهی با استفاده از احیای انرژی جنبشی مازاد در خلال فواصل ترمزگیری وجود دارد. با این حال، ترمز احیا کننده توسط درایوهای با فرکانس متغیر معمولی پشتیبانی نمی گردد چرا که آن ها معمولاً توسط یکسو کننده پل دیود تامین می شوند. بنابراین، در این مورد انرژی جنبشی احیا شده با کمک مقاومت ترمز از بین می رود. این امر می تواند منجر به مقدار اتلاف انرژی قابل توجهی گردد به خصوص هنگامی که توقف ها / شروع ها مکرر رخ می دهند.موضوع مهم دیگر قابلیت گذار [3] - [5] می باشد؛ در فرآیندهای حیاتی، درایو باید افت های ولتاژی را که ممکن است از یک چرخه خطی تا چند دقیقه به طول بینجامد، تحمل کند. این امر می تواند در برخی از فرآیندهای صنعتی خاص که در آن وقوق تنها یک وقفه ممکن است تاثیر شدیدی بر تولید بگذارد حیاتی باشد.
ABSTRACT
Motor drives is a widely used technology, offering many advantages, such as exceptional speed control and flexibility. Improvement of reliability and efficiency has become a great research interest. Toward this direction and considering the major recent developments in supercapacitor technology, the use of bidirectional energy recovery converters has been introduced in various industrial applications. In this paper, the regenerative braking of a three-phase induction motor controlled by a variable frequency drive will be analyzed and the portion of kinetic energy that can be recovered will be calculated. The main contribution of this paper is a methodology for the estimation of the energy savings that can be achieved from the use of such an energy recovery feature. In addition, the optimum braking duration that maximizes the recovered energy will be investigated. The analysis presented in this paper has been validated experimentally and the results are discussed.
I. INTRODUCTION
The use of variable frequency drives has increased greatly over the last years. The reasons behind this are, among others, controllability, good dynamic performance and flexibility [1]. Since the use of variable frequency drives has become such a popular solution for industry, their improvement in terms of efficiency and reliability is of great research interest. There are a lot of electric drive controlled applications, such as lifts, tooling machines, packaging machines, etc. that are characterized by frequent stops/starts and intermittent duty cycles [2]; hence, there is a considerable energy saving potential by means of regeneration of the excessive kinetic energy during braking intervals. However, regenerative braking is not supported by typical variable frequency drives because they are usually supplied by diode bridge rectifiers. Thus, in this case the regenerated kinetic energy is dissipated by the aid of braking resistors. This can result in a significant energy loss amount, especially when stops/starts are frequent. Another important issue is the ride-through capability [3]–[5]; in critical processes, the drive should withstand voltage sags that may last from a line cycle up to several minutes. This can be critical in specific industrial processes, where a single interruption may have serious impact on the production.
چکیده
I. مقدمه
II. مبدل دو طرفه بازیابی انرژی
III.اتلاف در خلال ترمز احیا کننده
الف. اتلاف مکانیکی
ب. اتلاف الکتریکی
IV. مدت زمان بهینه ترمزگیری
V. پتانسیل صرفه جویی در انرژی
VI. نتایج تجربی
VII. نتیجه گیری ها
ABSTRACT
I. INTRODUCTION
II. BIDIRECTIONAL CONVERTER FOR ENERGY RECOVERY
III. LOSSES DURING REGENERATIVE BRAKING
A. MECHANICAL LOSSES
B. ELECTRICAL LOSSES
IV. OPTIMAL BRAKING DURATIO
VI. EXPERIMENTAL RESULTS
VII. CONCLUSIONS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه