مقاله تغییرات گشتاور راه انداز اولیه توربین های گازی تاسیسات تقویت فشار گاز همدان کنترل شده توسط سیکلوکانورتر به دلیل اتصال کوتاه بوجود آمده مابین مبدل و راه انداز اولیه

بخشی از مقاله

خلاصه

تغییرات گشتاور بوجود آمده; در راه انداز اولیه توربین های گازی، یکی از دغدغه های سال های اخیر بهره برداران تاسیسات تقویت فشار گاز همدان بوده است. با بررسی ویژه بر روی مبدل و راه انداز اولیه، به اتصال کوتاه در بین مبدل و راه انداز اولیه پی برده شد، که تغییرات گشتاور را به دنبال داشته است. در این مقاله، تغییرات گشتاور راه انداز اولیه بصورت عملی مورد بررسی قرار می گیرد. با بکارگیری بلوک دیاگرامهای شبیه سازی، مبتنی بر بلوک های آماده المانهای مدار بوده که رفتار این موتور ها را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد.

مقدمه

ساخت بسته های حالت جامد راه انداز موتور به جایی رسیده که عملا هر مسئله کنترلی را می توان با استفاده از آنها حل کرد. راه اندازهای حالت جامد، می توانند موتورهای dc1 را با منابع تغذیه dc راه اندازی کنند و حتی می توانند موتورهای ac2 را با همان توان ac به فرکانس دیگر تبدیل کنند. مبدلهای قدرت، اینورترها و کنترل کننده های ولتاژ ac قادر هستند که فرکانس، ولتاژ و جریان را برای برآورده کردن نیازهای درایو کنترل کنند. این کنترل کننده های قدرت، که نسبتا پیچیده و گران قیمت هستند، نیاز به روش های پیشرفته مفید یک همانند مرجع نمونه، کنترل تطبیقی، کنترل حالت لغزشی و کنترل میدان گرا دارند. با این حال مزیت های درایو ac بیش از معایب آن بوده و معمولا موتورهای القایی سه فاز در درایوهای با قابلیت تنظیم سرعت بکار می روند.

1-1عناصر الکترونیک

در مدارهای کنترل موتور چند نوع عنصر نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد، که مهمترین آنها عبارتند از:

-1 دیود -2 تریستور دو سیمه -3 تریستور سه سیمه - یکسوساز کنترل شده سیلیسیومی -4 - - SCR1 - تریستور با گیت خاموش شونده - -5 - GTO2 دایاک -6 ترایاک -7 ترانزیستور قدرت - -8 - PTR3 ترانزیستور دو قطبی با گیت مجزا شده - [1] - IGBT4

2-1 انواع مدارهای الکترونیک قدرت که می تواند در قسمت کنترل قرار بگیرند

جهت کنترل توان الکتریکی یا تغییر توان، تبدیل توان الکتریکی از یک شکل به شکل دیگر لازم است. مشخصه های کنترل و سوئیچینگ - کلید زنی - وسایل نیمه هادی قدرت اجازه چنین تبدیلاتی را می دهد. بنابراین مبدلهای استاتیک قدرت قادرند این تبدیلات توان را انجام دهند و علت اطلاق لفظ استاتیک به آن این است که فاقد قسمت متحرک می باشند. لازم به ذکر است که در سیستم های الکترونیک قدرت; مبدل ها، انرژی الکتریکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

مدارهای الکترونیک قدرت را به انواع زیر می توان طبقه بندی کرد:

·    مبدلهای ac به - dc یکسوکننده های کنترل شونده یا رکتیفایر -

·    مبدلهای ac به - ac کنترل کننده های ولتاژ - ac

·    مبدلهای dc به - dc چاپرهای - dc

·    مبدلهای dc بهac - اینورتر یا معکوس کننده -

·    سوئیچ های استاتیک

مبدلهای ac به:dc در مدارهای یکسوکننده دیودی، ولتاژ ac را به ولتاژ dc و در مدارهای یکسوکننده تریستوری ولتاژ ac را به ولتاژ dc قابل کنترل، تبدیل می کند. ولتاژ ورودی می تواند تکفاز یا سه فاز باشد. این مبدلها به صورت گسترده در کاربرد های صنعتی بخصوص در محرکهای سرعت متغیر مورد استفاده قرار می گیرند.

مبدلهای ac به :ac ولتاژ ثابت ac یک منبع تغذیه را به ولتاژ متغیر ac تبدیل می نماید،که کاربرد مهم آن در صنعت، کنترل روشنایی، کنترل دور موتورهای القایی چند فاز و کنترل مغناطیس ها است. این مبدلها گرچه ولتاژ خروجی متغیر را فراهم می نماید اما فرکانس آنها ثابت و برابر فرکانس ورودی است و ولتاژ خروجی با فرکانس متغیر را می توان با تبدیل دو مرحله ای بدست آورد. بدین صورت که ولتاژ ثابت ac را به dc متغیر - در مدارهای یکسوکننده قابل کنترل - و dc متغیر را به ac با فرکانس متغیر تبدیل می کنیم. - اینورتر -

مبدلهای dc به :dc ولتاژ ثابت منبع dc را به ولتاژ ثابت با سطوح متغیر تبدیل می کند، به چنین مبدلهایی برشگر یا چاپر گفته می شود.

مبدلهای dc به :ac ولتاژdc ورودی را به ولتاژ خروجی ac با دامنه و فرکانس مورد نظر تبدیل می کند. این مبدلها در کنترل دور موتور و منابع تغذیه بدون وقفه بطور وسیع بکار برده می شود.

سوئیچ های استاتیکی: وسایل نیمه هادی هستند که به صورت سوئیچ یا کنتاکتور عمل می کنند و تغذیه آنها می تواند dc یا ac باشد.

3-1 شبیه سازی مشخصه گشتاور-سرعت موتور القایی توربین گازی

اگر موتور با ولتاژ ثابتی در یک فرکانس ثابت تغذیه شود، گشتاور بوجود آمده تابعی از لغزش خواهد بود. نمونه ای از تغییرات گشتاور بوجود آمده نسبت به سرعت یا لغزش در شکل 1 آمده است.[2]

شکل .1 مشخصه گشتاور-سرعت موتور القایی

.2 راه اندازی توربین گازی در لحظه استارت اولیه

ولتاژ خروجی سیکلوکانورتر اساسا از قسمت های ولتاژ ورودی تشکیل شده و مقدار متوسط و میانگین هر قسمت به زاویه آتش تریستور در آن قسمت وابسته است. اگر زاویه آتش طوری تغییر نماید که مقدار متوسط هر قسمت مربوط، به تغییرات ولتاژ سینوسی خروجی مورد نظر ما نزدیک باشد، هارمونیک موجود در ولتاژ خروجی به حداقل می رسد.

دیاگرام مداری سیکلوکانورتر سه فاز متصل به راه انداز - موتور القایی - در شکل 2 نشان داده شده است. سه مبدل ac قابل کنترل تکفاز برای هر یک از فازها در نظر گرفته شده و ترکیب خروجی آنها برای ایجاد شکل موج با فرکانس دلخواه برای کنترل دور موتور القایی در سرعت دلخواه نشان داده شده است. مبدل مثبت در نیم پریود فرکانس خروجی و مبدل منفی در نیم پریود دیگر هدایت می کند.