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 (L_d) ja tämä nimitti piirin virtalähteeksi. Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetyn induktiomoottorikäytön kytkentäkaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.

Virtalähteen vaihtosuuntaajan syötetty induktiomoottori

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

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

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 (∆ω_m) 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 I_d^*sitä on hallittava. Liukumisnopeus (ω_neiti) ja todellinen nopeus (ω_m) 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 (I_d^*) ja todellinen virta (I_d) lisätään ja saadaan virran virhe (∆ I_d). 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

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

Piiri koostuu neljästä tyristorikytkimestä (T₁, T_kaksi, T₃, T₄), I_Son 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 T_kaksi0: sta T / 2: een, lähtövirta ja lähtöjännite ilmaistaan

Minä₀= Minä_S> 0

V₀= Minä₀R

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

Minä₀= -I_S> 0

V₀= Minä₀R<0

R-kuormitetun virtalähteen invertterin lähtöaaltomuoto on esitetty alla olevassa kuvassa

Virtalähteen muuntimen lähtöaaltomuoto R-kuormalla

Resistiivisen kuormituksen tapauksessa pakotettua kommutointia tarvitaan. 0: sta T / 2: een, T₁ja T_kaksijohtavat 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

“mikä on 2 -suuntainen kytkin ”

V_sisään= V₀(0: sta T / 2: een)

V_sisään= -V₀(välillä T / 2 - T)

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

Minä_{0 (tehollisarvo)}= Minä_S

V_{0 (tehollisarvo)}= Minä_{0 (tehollisarvo)}R

CSI: n keskimääräinen ja RMS-tiristorivirta resistiivisellä kuormalla on

Minä_{T (keskiarvo)}= Minä_S/kaksi

Minä_{T (RMS)}= Minä_S/ √2

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

RMS-lähtövirran peruskomponentti on

Minä_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * I_S

Virtalähteen invertterin vääristymäkerroin R-kuormalla on

g = 2√2 / ᴨ

Harmoninen kokonaissärö ilmaistaan

THD = 48,43%

Keskimääräisen ja RMS-tyristorivirran peruskomponentti on

Minä_{T01 (keskim.)}= Minä_{01 (enintään)}/ ᴨ

Minä_{T01 (RMS)}= Minä_{01 (enintään)}/ kaksi

Kuorman perusvoima ilmaistaan

V_{01 (RMS)}* I_{01 (RMS)}* cosϕ₁

Kokonaisvoima kuormalla ilmaistaan

Minä_{0 (tehollisarvo)}^kaksiR = V_{0 (tehollisarvo)}^kaksi/ R

Tulojännite V_sisäänon 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

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

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= Minä_C= C dV₀/ DT

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

C-kuorman tulojännite on

V _sisään = V ₀ (0: sta T / 2: een)

V_sisään= -V₀(välillä T / 2 - T)

Lähtöjännite on positiivinen, kunT₁ja T_kaksijohtavat välillä 0 -π ja milloinT₃ja T₄johtaminen välillä π - 3π / 2, sitten oletuksenaT₁ja T_kaksiovat 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 T_kaksi.Meidän on löydettävä piirin sammutusaika, kun luonnollinen kommutointi on mahdollista. Piirin sammutusaika ilmaistaan

ω₀t_c= ᴨ / 2

t_c= ᴨ / 2 ω₀

Virtalähteen vaihtosuuntaajan parametrit C-kuormituksella

Tyristorin keskimääräinen ja RMS-virta ilmoitetaan

Minä_{T (keskiarvo)}= Minä_S/kaksi

Minä_{T (RMS)}= Minä_S/ √2

Fourier-sarja lähtövirtaa ja kapasitiivisen kuorman lähtöjännite on

“mikä on vaiheittain sähköä ”

CSI: n perushajontakerroin C-kuormituksella on nolla.

Lähtötehon peruskomponentti ilmaistaan

P₀₁= V_{01 (RMS)}Minä_{01 (RMS)}Cos ϕ₁= 0

Keskimääräisen ja RMS-tyristorivirran peruskomponentti on

Minä_{T01 (keskim.)}= Minä_{01 (enintään)}/ ᴨ ja minä_{T01 (RMS)}= Minä_{01 (enintään)}/ kaksi

Suurin lähtöjännite on

V_{0 (enintään)}= Minä_ST / 4C

Tulojännitteen RMS-arvo on

V_(RMS)= V_{o (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?