Mikä on nykyinen lähdemuuntaja: Toiminta ja sen sovellukset

Mikä on nykyinen lähdemuuntaja: Toiminta ja sen sovellukset

Taajuusmuuttajia käytetään muuntamaan teho tasavirrasta vaihtovirtaan. Jännitelähteen invertteri (VSI) ja virtalähde invertteri (CSI) ovat kahden tyyppisiä taajuusmuuttajia, tärkein ero jännitelähteen invertterin ja virtalähteen invertterin välillä on se, että lähtöjännite on vakio VSI: ssä ja tulovirta on vakio CSI: ssä. CSI on vakiovirtalähde, joka syöttää vaihtovirtaa tuloon, ja sitä kutsutaan myös tasavirta-muuntimeksi, jossa kuormitusvirta on vakio. Tässä artikkelissa käsitellään nykyistä lähdemuuntajaa.



Mikä on virtalähde-invertteri?

Virtalähteen invertteri tunnetaan myös virransyötönä olevana invertterinä, joka muuntaa sisääntulojännitteen vaihtovirraksi ja sen lähtö voi olla kolmivaiheinen tai yksivaiheinen. Virtalähteen määritelmän mukaan ihanteellinen virtalähde on sellainen lähde, jossa virta on vakio ja se on riippumaton jännitteestä.


Virtalähteen invertterin ohjaus

Jännitelähde on kytketty sarjaan suurella induktanssiarvolla (Ld) ja tämä nimitti piirin virtalähteeksi. Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetyn induktiomoottorikäytön kytkentäkaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.





Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetty induktiomoottori

Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetty induktiomoottori

Piiri koostuu kuudesta diodista (D1, Dkaksi, D3, D4, D5, D6), kuusi kondensaattoria (C.1, Ckaksi, C3, C4, C5, C6), kuusi tyristorit (T1, Tkaksi, T3, T4, T5, T6), jotka on kiinnitetty vaihe-erolla 600. Taajuusmuuttajan lähtö on kytketty induktiomoottori . Tietyllä nopeudella vääntömomenttia ohjataan vaihtamalla tasavirta-linkkivirtaa Idja tätä virtaa voidaan muuttaa vaihtelemalla V: täd. Kahden kytkimen johtaminen samassa viiveessä ei johda virran äkilliseen nousuun johtuen suuresta induktanssiarvosta Ld.



Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetyn induktorimoottorikäytön kokoonpanot lähteestä riippuen on esitetty alla olevassa kuvassa.

CSI-induktiomoottorit

CSI-induktiomoottorit

Kun lähde on saatavana tasavirtalähteessä, katkaisijaa käytetään virran vaihtamiseen. Kun lähdettä on saatavana vaihtovirtalähteessä, lähtövirran vaihteluun käytetään täysin ohjattua tasasuuntaajaa.


Suljetun silmukan liukukäytöllä ohjattu CSI-asema regeneratiivisella haukulla

Moottorin virheen vertailunopeus (∆ωm) annetaan nopeuden säätimelle, joka on normaalisti VI-säädin, ja VI-säätimen lähtö on liukastumisnopeus, joka annetaan liukusäätimelle, jota tarvitaan nopeuden säätämiseen. Liukumisnopeus annetaan vuonohjaukselle, ja sen lähtö on vertailuvirta Id*sitä on hallittava. Liukumisnopeus (ωneiti) ja todellinen nopeus (ωm) lisätään ja saadaan synkroninen nopeus, synkronisesta nopeudesta voimme määrittää taajuuden.

Taajuuskomento annetaan CSI: lle, koska taajuusmuuttaja pystyy suuresti hallitsemaan taajuutta. Voimme hallita CSI: n lähtöä muuttamalla tulovirtaa. Referenssivirta (Id*) ja todellinen virta (Id) lisätään ja saadaan virran virhe (∆ Id). Virran virhe annetaan nykyiselle ohjaimelle, joka ohjaa DC-linkkivirtaa ja DC-linkkivirran perusteella voimme ohjata α: ta, ja tämä α päättää jännitteen, jonka perusteella voit määrittää, kuinka paljon virtaa muuttuu. Tämä on suljetun silmukan liukuohjattu CSI-asema regeneratiivisella jarrutuksella. Tämä on suljetun silmukan liukuohjattua CSI-taajuusmuuttajaa, jossa on regeneratiivinen jarrutus, ja sen kytkentäkaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.

Suljetun silmukan liukukäytöllä ohjattu CSI-asema regeneratiivisella jarrutuksella

Suljetun silmukan liukukäytöllä ohjattu CSI-asema regeneratiivisella jarrutuksella

CSI-syötetyn taajuusmuuttajan tärkein etu on, että se on luotettavampi kuin jännitelähde-invertterisyötetty taajuusmuuttaja ja haittana on, että sillä on matalampi nopeusalue, hitaampi dynaaminen vaste, taajuusmuuttaja toimii aina suljetussa piirissä eikä se sovellu monen -moottorivetoinen.

Virtalähde-invertteri R-kuormalla

R-kuormitetun virtalähteen vaihtosuuntaajan kytkentäkaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.

Virtalähde-invertteri R-kuormalla

Virtalähde-invertteri R-kuormalla

Piiri koostuu neljästä tyristorikytkimestä (T1, Tkaksi, T3, T4), ISon tulolähteen virta, joka on vakio, ja voit nähdä, ettei yhtään rinnakkaista diodia ole kytketty. Vakiovirta saadaan kytkemällä jännitelähteet sarjaan suurella induktanssilla. Tiedämme, että induktanssin ominaisuus, että se ei salli virran äkillistä muutosta, joten kun yhdistämme jännitelähteen suurella induktanssilla, sen läpi tuotettu virta on varmasti vakio. Resistiivisellä kuormalla olevan virtalähteen invertterin perushajontakerroin on yhtä suuri.

Virtalähteen vaihtosuuntaajan parametrit R-kuormalla

Jos laukaisemme T: n1ja Tkaksi0: sta T / 2: een, lähtövirta ja lähtöjännite ilmaistaan

Minä0= MinäS> 0

V0= Minä0R

Jos laukaisemme T: n3ja T4välillä T / 2 - T, lähtövirta ja lähtöjännite ilmaistaan

Minä0= -IS> 0

V0= Minä0R<0

R-kuormitetun virtalähteen invertterin lähtöaaltomuoto on esitetty alla olevassa kuvassa

Virtalähteen muuntimen lähtöaaltomuoto R-kuormalla

Virtalähteen muuntimen lähtöaaltomuoto R-kuormalla

Resistiivisen kuormituksen tapauksessa pakotettua kommutointia tarvitaan. 0: sta T / 2: een, T1ja Tkaksijohtavat ja välillä T / 2 - T, T3& T4johtavat. Joten kunkin kytkimen johtokulma on yhtä suuri kuin ᴨ ja kunkin kytkimen johtamisaika on yhtä suuri kuin T / 2.

Resistiivisen kuorman tulojännite ilmaistaan

Vsisään= V0(0: sta T / 2: een)

Vsisään= -V0(välillä T / 2 - T)

CSI-resistiivisen kuorman RMS-lähtövirta ja RMS-lähtöjännite ilmaistaan

Minä0 (tehollisarvo)= MinäS

V0 (tehollisarvo)= Minä0 (tehollisarvo)R

CSI: n keskimääräinen ja RMS-tiristorivirta resistiivisellä kuormalla on

MinäT (keskiarvo)= MinäS/kaksi

MinäT (RMS)= MinäS/ √2

Fourier-sarja lähtövirtaa ja CSI: n lähtöjännite resistiivisellä kuormalla on

RMS-lähtövirran peruskomponentti on

Minä01 (RMS)= 2√2 / ᴨ * IS

Virtalähteen invertterin vääristymäkerroin R-kuormalla on

g = 2√2 / ᴨ

Harmoninen kokonaissärö ilmaistaan

THD = 48,43%

Keskimääräisen ja RMS-tyristorivirran peruskomponentti on

MinäT01 (keskim.)= Minä01 (enintään)/ ᴨ

MinäT01 (RMS)= Minä01 (enintään)/ kaksi

Kuorman perusvoima ilmaistaan

V01 (RMS)* I01 (RMS)* cosϕ1

Kokonaisvoima kuormalla ilmaistaan

Minä0 (tehollisarvo)kaksiR = V0 (tehollisarvo)kaksi/ R

Tulojännite Vsisäänon aina positiivinen, koska teho toimitetaan aina lähteestä kuormaan.

Virtalähde-invertteri kapasitiivisella tai C-kuormalla

Virtalähteen invertterin kapasitiivisen kuorman kytkentäkaavio on esitetty alla olevassa kuvassa

Virtalähteen muunnin C-kuormalla

Virtalähteen muunnin C-kuormalla

Aaltomuodossa o - T / 2, T1ja Tkaksilaukaistaan ​​ja lähtövirta on I0= MinäS. Vastaavasti T / 2: sta T: hen,T3ja T4laukaistaan ​​ja lähtövirta on I0= -IS.Niinkuormitusvirran aaltomuoto ei riipu kuormasta.C-kuormalla varustetun CSI-taajuusmuuttajan lähtöaaltomuoto on esitetty alla olevassa kuvassa.

Virtalähteen muuntimen lähtöaaltomuoto C-kuormalla

Virtalähteen muuntimen lähtöaaltomuoto C-kuormalla

Lähtövirran aaltomuodon integrointi antaa lähtöjännitteen. Jos lähtövirta on vaihtovirta, lähtöjännite on ehdottomasti vaihtovirta. Kytkentäkaaviossa otetaan puhtaasti kapasitiivinen kuorma, joten virta johtaa jännitettä 90: llä0

Minä0= MinäC= C dV0/ DT

V0(t) = 1 / C = IC(t) dt = 1 / C = I0DT

C-kuorman tulojännite on

V sisään = V 0 (0: sta T / 2: een)

Vsisään= -V0(välillä T / 2 - T)

Lähtöjännite on positiivinen, kunT1ja Tkaksijohtavat välillä 0 -π ja milloinT3ja T4johtaminen välillä π - 3π / 2, sitten oletuksenaT1ja Tkaksiovat menossa käänteiseen esijännitteeseen positiivisen jännitekuorman takia, mikä tarkoittaa, että tässä tapauksessa luonnollinen kommutaatio tai kuormituksen kommutointi on mahdollista, tarkoittaa, että meidän ei tarvitse asettaa ulkoista piiriä tai ulkoista kommutointipiiriä tiristorin T sammuttamiseksi1ja Tkaksi.Meidän on löydettävä piirin sammutusaika, kun luonnollinen kommutointi on mahdollista. Piirin sammutusaika ilmaistaan

ω0tc= ᴨ / 2

tc= ᴨ / 2 ω0

Virtalähteen vaihtosuuntaajan parametrit C-kuormituksella

Tyristorin keskimääräinen ja RMS-virta ilmoitetaan

MinäT (keskiarvo)= MinäS/kaksi

MinäT (RMS)= MinäS/ √2

Fourier-sarja lähtövirtaa ja kapasitiivisen kuorman lähtöjännite on

CSI: n perushajontakerroin C-kuormituksella on nolla.

Lähtötehon peruskomponentti ilmaistaan

P01= V01 (RMS)Minä01 (RMS)Cos ϕ1= 0

Keskimääräisen ja RMS-tyristorivirran peruskomponentti on

MinäT01 (keskim.)= Minä01 (enintään)/ ᴨ ja minäT01 (RMS)= Minä01 (enintään)/ kaksi

Suurin lähtöjännite on

V0 (enintään)= MinäST / 4C

Tulojännitteen RMS-arvo on

V(RMS)= Vo (enintään)/ √3

Nämä ovat virtalähteen invertterin parametrit kapasitiivisella kuormalla.

Sovellukset

Nykyisen lähdemuuntajan sovellukset ovat

  • UPS-yksiköt
  • LT-plasman generaattorit
  • AC-moottorikäytöt
  • Kytkentälaitteet
  • Induktiomoottorit pumpuille ja puhaltimille

Edut

Virtalähteen invertterin edut ovat

  • Palautusdiodia ei tarvita
  • Kommutointi on yksinkertaista

Haitat

Virtalähteen invertterin haitat ovat

  • Se tarvitsee ylimääräisen muunninvaiheen
  • Kevyellä kuormituksella sillä on vakausongelma ja hidas suorituskyky

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus nykyiseen lähdemuuntajaan , virtalähteen invertterin ohjaus, suljetun silmukan liukastuksella ohjattu CSI-käyttö regeneratiivisella jarrutuksella, virtalähteen invertteri R-kuormalla, sovellukset, edut, haitat. Tässä on kysymys sinulle, mikä on nykyinen lähdemuuntajan toimintaperiaate?