Tehoelektroniikan ensisijaisena tehtävänä on prosessoida ja hallita sähköenergian virtausta syöttämällä jännitteitä ja virtoja muodossa, joka on optimaalinen käyttäjän kuormille. Nykyaikaiset tehoelektroniikan muuntimet ovat mukana hyvin monenlaisissa sovelluksissa, kuten kytkettävät virtalähteet, aktiivisuodattimet, sähkö-kone-liike-ohjaus, uusiutuvan energian muunnosjärjestelmät hajautetussa sähköntuotannossa, joustavat vaihtovirtalähetysjärjestelmät ja ajoneuvotekniikka jne. .
Tehoelektroniikan muuntimia löytyy aina, kun on tarpeen muuttaa sähköenergiamuotoa klassisella elektroniikalla, jossa sähkövirtaa ja jännitettä käytetään tiedon kuljettamiseen, kun taas tehoelektroniikan kanssa ne kuljettavat virtaa. Joitakin esimerkkejä tehoelektronisten järjestelmien käytöstä ovat DC / DC-muuntimet, joita käytetään monissa mobiililaitteissa, kuten matkapuhelimissa tai kämmentietokoneissa, ja AC / DC-muuntimet tietokoneissa ja televisioissa. Laajamittaista tehoelektroniikkaa käytetään hallitsemaan satoja megawatin tehovirtauksia koko maassamme. Joitakin näistä muuntimista käsitellään jäljempänä.
Dual-muunnin
Kaksoismuunnin on tasasuuntaajan ja invertterin yhdistelmä, jossa tapahtuu A.C: n muuntaminen DC: ksi ja jota seuraa DC: n muutos AC: ksi, jossa kuormitus on välissä. Kaksoismuunnin voi olla yksi- tai kolmivaiheinen. Kaksoismuunnin koostuu kahdesta tyristoreista koostuvasta sillasta, joissa yksi tasasuuntaajaksi, jossa vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi, joka voidaan antaa kuormitettavaksi. Muuta tyristorien siltaa käytetään DC: n muuttamiseen A.C.
Yksivaiheinen kaksimuunnin
Yksivaiheinen kaksimuunnin käyttää yhtä vaihetta lähteenä, joka annetaan kaksimuuntimen muuntimelle 1 tasasuuntaamiseksi ja sen jälkeen kuormitukseen.
Toimintaperiaate:
Muunnin 1: lle tämän prosessin oikaisemiseksi annettu AC-tulo positiivinen tulosykli annetaan ensimmäiselle eteenpäin suuntautuneelle tyristorille, joka antaa tasasuuntaisen DC positiivisella syklillä, samoin kuin negatiivinen sykli annetaan taaksepäin esijännitettyjen tyristorien joukolle, joka antaa DC: n päälle negatiivinen sykli, joka suorittaa täydellisen aallon tasasuuntautuneen tuotoksen, voidaan antaa kuormitukselle. Tämän prosessin aikana muunnin 2 estetään induktorilla. Koska tyristori alkaa johtaa vain, kun virtapulssi annetaan portille ja jatkuvalle johtamiselle, kunnes virran syöttö lopetetaan. Tyristorisillan lähtö voi olla seuraava, kun se annetaan eri kuormille.
Koska kaksoismuunnin koostuu myös DC: n muuntamisesta A.C: ksi, jotta muunnin toimisi, kaksi on estetty, DC-tuloista tulee kuormitus DC-virtalähteen muuntamiseen.
Tyristoreiden laukaisu:
Tyristoreiden johtamiseksi on liipaisupulssi annettava sen portille samanaikaisesti linjajännitteen kanssa. Kaksoismuuntimen tyristorisilloille on lisättävä erillinen porttikäyttöpiiri. Porttikäyttöpiirin on oltava synkronoitunut tasaisesti lähdejännitteen kanssa, kaikki viiveet aiheuttavat nollan ristikkäisen värinän ja nollataajuuden vaihtelut. Näiden piirien estämiseksi on oltava vaihelukituspiirit ja vertailijat.
Yksivaiheisen kaksoismuuntajan sovellukset
- Nopeuden ja suunnan säätö tasavirtamoottoreissa.
DC-moottorin nopeuden ja napaisuuden hallinta yksivaiheisella kaksimuuntimella
Yksivaiheista kaksimuunninta voidaan käyttää pyörimisnopeuden ja -suunnan säätämisessä mikrokontrollerin kanssa. Neljän SCR: n yhdistelmä on sijoitettu moottorin molemmille puolille ja moottori on kuormitettu. Nämä tyristorit voidaan laukaista optoerottimen kautta, joka on kytketty mikro-ohjaimen porttiin.
Moottorin pyöriminen voidaan aloittaa optoerottimella asettamalla tyristorisarja laukaisemaan, joka on sijoitettu toiselle puolelle ja moottorin suunnanmuutos voidaan saavuttaa laukaisemalla toinen tyristorisarja Moottorin nopeuden vaihtelu voidaan saavuttaa viivästetyllä laukaisukulmalla SCR.
Tilan valinta ja nopeuden valinta ovat mikrokontrollerirajapintakytkimiä, jotka käyttävät näitä kytkimiä, nopeuden ja pyörimisen voidaan valita.
Yksivaiheinen - kolmen jalan AC / AC-muunnin
Tehoelektroniikka on elektroniikan sovellus virran muuntamiseen. Tehonmuunnoksen alaluokka on vaihtovirta-vaihtovirta. AC-AC-jännitesäädin on muunnin, joka ohjaa vaihtovirtalähteestä AC-kuormalle toimitettua jännitettä, virtaa ja keskimääräistä tehoa. Vaihtojänniteohjaimia on kahta tyyppiä, yksi- ja kolmivaiheinen AC-ohjain.
Yksivaiheinen AC / AC-muunnin on muunnin, joka muuntaa kiinteästä vaihtovirran tulojännitteestä muuttuvaksi AC-lähtöjännitteeksi halutulla taajuudella. Niitä käytetään käytännöllisissä piireissä, kuten valon himmentimessä, induktiomoottoreiden nopeudensäädössä ja vetomoottorin ohjauksessa jne. Yhden vaiheen AC / AC-muuntimissa on monia olemassa olevia tekniikoita, ne ovat yksivaiheisia - kaksi jalkaa, kolme jalkaa ja neljä jalkaa. Yhden vaiheen - kahden ja neljän jalan muuntimilla on joitain haittoja - ne tarvitsevat suuren määrän virtalähteitä, suuria ohjauspiirejä, enemmän kytkentöjä ja häviöt pienenevät vain puoleen ohjaamaan 50%: n lähtöä. Joten näiden tavanomaisissa muuntimissa esiintyvien haittojen voittamiseksi parempi lähestymistapa on yhden vaiheen kolmen AC / AC-muuntimen käyttö.
Yksi vaihe - kolme jalkaa koostuu 3 jalasta ja 6 kytkimestä. Jalka on yhteinen sekä ristikkopuolelle että kuormapuolelle. Jalka suorittaa tasasuuntaajan ja ruudukko invertteritoiminnon. Ja tässä käytämme Pulssinleveysmodulaatio (PWM) -tekniikat muuntimen lähdön ohjaamiseksi. Yksi vaihe-kolme jalka -muunnin on esitetty alla olevassa kuvassa:
Syöttöjännitteen positiivisen puolijakson aikana tasasuuntaajan kytkimet Qg ja Qa johtavat ja saamme tasasuuntaisen lähdön kondensaattorin yli ja taajuusmuuttajan käyttö kytkimien Qg ja Qa ’lisäksi laukaisi myös kuorman puoleisen jalan kytkin Ql ja saamme vaihtovirran kuorman yli. Negatiivisen puolijakson aikana verkkopuolen kytkimet Qa ja Qg ’johtavat oikaisulähtöön ja inverterikäyttöön kytkimien Qa ja Qg’ lisäksi laukaisivat myös kytkimet Ql ’ja saamme vaihtovirran kuorman yli. PWM-menetelmää käyttämällä taajuusmuuttajaan syötetään kiinteä tasavirtajännite ja säädetty vaihtovirtalähtöjännite saadaan säätämällä invertterilaitteiden päälle- ja poiskytkentäjaksoja. Muunninpiirin kytkimet oikean toiminnan saamiseksi ja myös yliaaltojen vähentämiseksi. Muuttamalla modulaatioindeksin arvoa voimme muuttaa pulssin leveyttä mukavuutemme mukaan.
3-jalkaisen muuntimen edut ja sovellukset
- Kondensaattorin tasavirtalähtöjännite on lähes kaksinkertaistunut verrattuna neljän jalan muuntajaan.
- Piirin tehoa ja jännitettä voidaan parantaa.
- Sama lähtö voidaan saavuttaa pienemmillä häviöillä ja kytkimillä. Siksi tehokkuutta ja tehokerrointa voidaan parantaa.
- Tätä muunninta käytetään keskeytymättömissä virtalähteissä (UPS) ja sisään tehoelektroniikka taajuusmuuttajien neljän kvadrantin operaation saamiseksi.
