Dziś jest piątek, 18 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
19 maj 2014.

Pomiar mocy z oprogramowaniem Perception

Pomiar mocy z oprogramowaniem Perception

Do oceny i testowania napędów elektrycznych w zastosowaniach przemysłowych, a także dla pojazdów hybrydowych i elektrycznych potrzebne są dokładne i bardzo dynamiczne pomiary energii. Ten artykuł opisuje najważniejsze wartości dotyczące mocy, wraz z kilkoma przykładami. Nacisk kładzie się na wykorzystanie wzorów matematycznych w oprogramowaniu do analizy Perception służących do pomiarów mocy wraz z systemem akwizycji danych GEN3i firmy HBM.

Wprowadzenie

Maszyny elektryczne przetwarzają energię elektryczną i energię mechaniczną . Kierunek przepływu energii jest identyfikowany przez oznaczenie trybu, w którym urządzenie pracuje. W trybie silnikowym, energia elektryczna jest przekształcana w energię mechaniczną.


Rys. 1.1 : Schemat sieci dwuprzewodowej z wektorami napięcia i prądu

W trybie generatora, urządzenie elektryczne jest napędzane i przetwarza energię mechaniczną w energię elektryczną . Konwertery energii są określane raczej przez energię przeliczoną na jednostkę czasu, a nie tylko przez energię, która jest konwertowana . Wartość ta jest nazywana mocą chwilową, lub P(t).

Rys. 1.1 przedstawia dwu - przewodową sieć ze źródłem energii, i odpowiednim odbiornikiem. Stosowane napięcie U (t), prąd odbiornika I (t) mogą być mierzone w punktach pomiarowych. Chwilowa moc pochodzi z produktu tych zmiennych:

Układ wektorów przy odbiorniku użyty na rys. 1.1 pokazuje, w jaki sposób odbiornik pochłania energię, gdy moc chwilowa jest dodatnia ( p (t) > 0 ). Jeśli moc chwilowa jest ujemna (p (t) < 0), odbiornik dostarcza energię do źródła .

Proces określania mocy czynnej, biernej i pozornej energii z przebiegów mierzonego prądu i napięcia za pomocą oprogramowania Perception jest opisany poniżej .

Zastosowanie wzoru ( 1.03) w oprogramowaniu Perception jest pokazane na przykładzie wyciągu z arkusza bazy danych oprogramowania Perception ( 1,04 ) .

Układ zmiennego napięcia AC i wartości sinusoidalne


Rys. 2.1: Wartości mocy w systemie napięcia zmiennego, wyliczane za pomocą oprogramowania Perception (użytkownicy mają dostęp do wzorów za pośrednictwem Workbench: AC_power_1.pVWB ten plik jest dostępny do pobrania na stronie internetowej firmy HBM).

Prąd płynący w obwodzie z elementami liniowymi i źródłem napięcia sinusoidalnego, w stanie ustalonym, jak pokazano na Rysunku 2.1 jest również sinusoidalny.

Przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a napięciem pochodzi od impedancji odbiornika. Gdy te warunki są spełnione, chwilową moc oblicza się według następującego wzoru :

Rys. 2.1 przedstawia wykres chwilowej mocy P (t) . Ta krzywa w dziedzinie czasu jak i inne wielkości mocy można wyznaczyć za pomocą oprogramowania Perception. Wyniki można zweryfikować z Workbench: AC_power_1.pVWB .

Moc chwilowa p (t) oscyluje wokół jej wartości średniej w zakresie podwojonej wartości prędkości kątowej. Wartość średnia jest równa efektywnej mocy pobieranej przez odbiornik:

Moc skuteczna może być obliczona za pomocą programu Perception przy wykorzystaniu średniej wartość chwilowej mocy P (t). Wartość średnia jest obliczana cyklicznie w oparciu o czas trwania cyklu T. W tym celu używane jest polecenie @CycleMean ( ). Ważne jest, aby wykryć właściwy czas trwania cyklu. Przebieg może być analizowany za pomocą funkcji CycleDetect ( @ ), która służy do tego celu. Ta komenda tworzy funkcję czasu Cycle, która przyjmuje wartość 1 w dodatniej połowie okresu, i -1 w ujemnej. Jest to prosty sposób na sprawdzenie, czy czas trwania cyklu został prawidłowo wykryty.

W technologii energii elektrycznej, pozorna moc S służy jako ogólna wskazówka dla projektowania sprzętu transmisyjnego (kable i transformatory, itp.) oraz do konwerterów mocy (maszyny elektryczne). Skuteczne wartości napięcia Urms i prądu Irms potrzebne są do obliczenia mocy pozornej. Następujące obliczenia dotyczą wartości sinusoidalnych:

Moc pozorna może być obliczona z produktu wartościach skutecznych.

Moc bierną Q można obliczyć z:

Stosunek mocy czynnej do mocy pozornej jest nazywany współczynnikiem mocy.

Współczynnik mocy służy do oceny konwersji energii. Wartość współczynnika mocy mieści się w przedziale [ 0,1 ] . Dla wartości sinusoidalnych, współczynnik mocy λ jest równy współczynnikowi przesunięcia cos φ. Jeśli współczynnik λ = 0, nie ma przekazywania mocy skutecznej. Prąd, który płynie w tym stanie po prostu ładuje linie i inne urządzenia transmisyjne nie wykonując jakiejkolwiek pracy. Jeśli współczynnik mocy λ = 1, do odbiornika dostarczana jest tylko moc skuteczna. Obciążenie urządzeń elektrycznych jest tak niskie, jak to tylko możliwe do przydzielonej mocy skutecznej w tym stanie.

Analiza mocy dla wartości niesinusoidalnych


Rys. 3.1: prostopadłościan mocy z mocą czynną P, mocą bierną pierwszej harmonicznej Q1, mocą pozorną pierwszej harmonicznej S1, mocą odkształcenia D i mocą pozorną S


Rys. 3.2 : Przebiegi mocy dla niesinusoidalnych wartości (użytkownicy Perception mają dostęp do wzorów za pośrednictwem Workbench: AC_HARMONIC_POWER_1.pVWB to plik, który jest dostępny do pobrania ze strony internetowej HBM).

Prosty przykład ilustruje kwestie energii dla wartości niesinusoidalnych .

Źródło napięcia powinno nadal być sinusoidalne. Wykres krzywej powinien obejmować podstawowe oscylacje i harmoniczne napięcia .

Ogólnie skuteczna wartość prądu może zostać obliczona na podstawie amplitudy i efektywnej wartości poszczególnych drgań harmonicznych.

Skuteczna wartość wcześniej obliczonego napięcia sinusoidalnego Urms = U / √ 2 jest używana do wskazania mocy pozornej odbiornika.

Ocena wzoru 2,03 wskazuje, że moc czynna jest wytwarzana tylko przez podstawową harmoniczną prądu. W tym przypadku drgania harmoniczne prądu nie przyczyniają się do mocy czynnej .

W tym szczególnym przypadku, współczynnik mocy wyznacza się na podstawie wzoru:

To pokazuje , że współczynnik mocy wynikający z dodatkowej oscylacji harmonicznej prądu λ jest mniejszy niż wielkość tego współczynnika przesunięcia cosφ 1 podstawowych oscylacji .

Moc pozorna S jest podzielona według wzoru ( 3.07) na podstawową moc pozorną S1 i zniekształcenia mocy biernej D.

Podstawowa moc pozorna S1 składa się z kolei z mocy czynnej P i podstawowych oscylacji mocy biernej Q1.

Ponieważ te wielkości mocy są prostopadłe do siebie, mogą być reprezentowane w postaci prostopadłościanu, jak pokazano na Rys. 3,1, który podkreśla te relacje.

Te zmienne wielkości mocy będą teraz obliczane z użyciem oprogramowania Perception. Krzywe prądu i napięcia są wykorzystane w następujący sposób :

Odpowiednie przebiegi w dziedzinie czasu przedstawione zostały na Rys. 3.2.
W tym przypadku moc pozorna jest obliczana jako :

Tylko harmoniczna prądu przyczynia się do harmonicznej mocy.

Obliczenie wartości mocy czynnej:

Pozorna moc S i czynna moc P mogą być wykorzystywane do obliczenia całkowitej mocy biernej.

Podstawowa moc powstaje tylko z podstawowej oscylacji prądu :

Ogólnie moc bierna Q i podstawowa harmoniczna mocy Q1 mogą być wykorzystane do obliczenia zniekształceń mocy biernej :

W rezultacie uzyskany współczynnik mocy wynosi:

Streszczenie
Wielkości mocy w przypadku czysto sinusoidalnych przebiegów napięć i prądów zaprezentowano jako pierwsze. Następnie wartości mocy dla przypadku obciążenia z napięciem sinusoidalnym i niesinusoidalnym przebiegiem prądu zostały wyjaśnione przy pomocy przykładowych obliczeń.

Źródło: Biuro Inżynierskie Maciej Zajączkowski
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl