Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την σχεδίαση και την κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την παλμοδότηση μίας ασύγχρονης μηχανής βραχυκυκλωμένου κλωβού και εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογισ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14458 |
| id |
nemertes-10889-14458 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-144582022-09-05T20:16:01Z Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα Design and construction of a three phase voltage source inverter for investigation of power losses in asynchronous motors Λαμπροκωστόπουλος, Απόστολος Lamprocostopoulos, Apostolos Ηλεκτρονικοί μετατροπείς Επαγωγικοί κινητήρες Μετατροπείς DC/AC Power converters Induction motors DC/AC converters SPWM Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την σχεδίαση και την κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την παλμοδότηση μίας ασύγχρονης μηχανής βραχυκυκλωμένου κλωβού και εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη, σχεδιασμός και η κατασκευή ενός αντιστροφέα τάσης υψηλών προδιαγραφών, ο οποίος θα λειτουργεί σε υψηλή διακοπτική συχνότητα με σκοπό την πειραματική μελέτη βασικών παραμέτρων του ασύγχρονου κινητήρα και της μεταβολής αυτών συναρτήσει βασικών ηλεκτρικών μεγεθών, όπως η συχνότητα τροφοδοσίας και η τάση τροφοδοσίας του στάτη, καθώς και η εκτίμηση των απωλειών ισχύος της μηχανής συναρτήσει των παραπάνω μεγεθών. Αρχικά έγινε η καταγραφή και η κατηγοριοποίηση των απωλειών ισχύος της ασύγχρονης μηχανής, τον τρόπο με τον οποίο αυτές εξαρτώνται από τα διάφορα ηλεκτρικά μεγέθη, καθώς και των πειραματικών διαδικασιών που ακολουθούνται σήμερα για την εκτίμηση τους. Παρουσιάζεται το ισοδύναμο κύκλωμα της μηχανής και των βασικών παραμέτρων που το απαρτίζουν το οποίο συνέβαλλε στην καλύτερη κατανόηση της ενεργειακής συμπεριφοράς της μηχανής. Στη συνέχεια, αναλύεται η μέθοδος παλμοδότησης Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM), ο τρόπος λειτουργίας της, τα διαφορετικά είδη που χρησιμοποιούνται σήμερα και τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της. Το επόμενο βήμα ήταν ο σχεδιασμός και η κατασκευή του τριφασικού αντιστροφέα τάσης για τον οποίο χρησιμοποιήθηκαν MOSFET καρβιδίου του πυριτίου. Επίσης αναπτύχθηκαν οι κατάλληλοι κώδικες στο μικροεπεξεργαστή STM32F446RCΤ για τον έλεγχο του μετατροπέα. Τέλος η διάταξη δοκιμάστηκε σε πραγματικό κινητήρα στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας προκειμένου να ληφθούν μετρήσεις με σκοπό την επιβεβαίωση της θεωρητικής ανάλυσης. The present diploma thesis deals with the design and construction of a three-phase voltage inverter for the pulsation of an asynchronous short-circuit motor and was prepared in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion of the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Patras. The aim of the developed drive is to study the basic parameters of the asynchronous motor as a function of basic electric quantities, such as the supply frequency and the supply voltage of the stator, as well as the estimation of the motor power losses as a function of the above quantities. Initially, the power losses of the asynchronous machine were recorded and categorized, its dependence on the various electrical quantities are analyzed, as well as the experimental procedures that are currently followed for their estimation. The equivalent circuit of the machine and its basic parameters is presented, which contributed to a better understanding of the energy behaviour of the engine. Then the Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) pulsation method and its operating principles are analysed, its variations used today and its main advantages and disadvantages. The next step was the implementation of the three-phase voltage inverter for which Silicon Carbide MOSFET was used. Appropriate firmware has also been developed in the STM32F446RCE microprocessor to control the inverter. Finally, the three-phase inverter PCB was tested on a real machine in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, in order to take the necessary measurements and to confirm the theoretical analysis. 2021-02-09T06:04:01Z 2021-02-09T06:04:01Z 2021-02 http://hdl.handle.net/10889/14458 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ηλεκτρονικοί μετατροπείς Επαγωγικοί κινητήρες Μετατροπείς DC/AC Power converters Induction motors DC/AC converters SPWM |
| spellingShingle |
Ηλεκτρονικοί μετατροπείς Επαγωγικοί κινητήρες Μετατροπείς DC/AC Power converters Induction motors DC/AC converters SPWM Λαμπροκωστόπουλος, Απόστολος Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την σχεδίαση και την κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την παλμοδότηση μίας ασύγχρονης μηχανής βραχυκυκλωμένου κλωβού και εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη, σχεδιασμός και η κατασκευή ενός αντιστροφέα τάσης υψηλών προδιαγραφών, ο οποίος θα λειτουργεί σε υψηλή διακοπτική συχνότητα με σκοπό την πειραματική μελέτη βασικών παραμέτρων του ασύγχρονου κινητήρα και της μεταβολής αυτών συναρτήσει βασικών ηλεκτρικών μεγεθών, όπως η συχνότητα τροφοδοσίας και η τάση τροφοδοσίας του στάτη, καθώς και η εκτίμηση των απωλειών ισχύος της μηχανής συναρτήσει των παραπάνω μεγεθών. Αρχικά έγινε η καταγραφή και η κατηγοριοποίηση των απωλειών ισχύος της ασύγχρονης μηχανής, τον τρόπο με τον οποίο αυτές εξαρτώνται από τα διάφορα ηλεκτρικά μεγέθη, καθώς και των πειραματικών διαδικασιών που ακολουθούνται σήμερα για την εκτίμηση τους. Παρουσιάζεται το ισοδύναμο κύκλωμα της μηχανής και των βασικών παραμέτρων που το απαρτίζουν το οποίο συνέβαλλε στην καλύτερη κατανόηση της ενεργειακής συμπεριφοράς της μηχανής. Στη συνέχεια, αναλύεται η μέθοδος παλμοδότησης Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM), ο τρόπος λειτουργίας της, τα διαφορετικά είδη που χρησιμοποιούνται σήμερα και τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της. Το επόμενο βήμα ήταν ο σχεδιασμός και η κατασκευή του τριφασικού αντιστροφέα τάσης για τον οποίο χρησιμοποιήθηκαν MOSFET καρβιδίου του πυριτίου. Επίσης αναπτύχθηκαν οι κατάλληλοι κώδικες στο μικροεπεξεργαστή STM32F446RCΤ για τον έλεγχο του μετατροπέα. Τέλος η διάταξη δοκιμάστηκε σε πραγματικό κινητήρα στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας προκειμένου να ληφθούν μετρήσεις με σκοπό την επιβεβαίωση της θεωρητικής ανάλυσης. |
| author2 |
Lamprocostopoulos, Apostolos |
| author_facet |
Lamprocostopoulos, Apostolos Λαμπροκωστόπουλος, Απόστολος |
| author |
Λαμπροκωστόπουλος, Απόστολος |
| author_sort |
Λαμπροκωστόπουλος, Απόστολος |
| title |
Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| title_short |
Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| title_full |
Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| title_fullStr |
Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| title_full_unstemmed |
Σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| title_sort |
σχεδιασμός και κατασκευή τριφασικού αντιστροφέα τάσης για την διερεύνηση απωλειών σε ασύγχρονο κινητήρα |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14458 |
| work_keys_str_mv |
AT lamprokōstopoulosapostolos schediasmoskaikataskeuētriphasikouantistropheatasēsgiatēndiereunēsēapōleiōnseasynchronokinētēra AT lamprokōstopoulosapostolos designandconstructionofathreephasevoltagesourceinverterforinvestigationofpowerlossesinasynchronousmotors |
| _version_ |
1771297302291415040 |
