Dziś jest piątek, 3 kwiecień 2020 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 4.1917 +0.52% 1EUR 4.5769 +0.16% 1GBP 5.2075 +0.94%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Targi AUTOMATICON odwołane!
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu - Kielce - Relacja
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
21 kwiecień 2020
Targi Expopower 
więcej
23 kwiecień 2020
Seminarium EX - edycja XIV 
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