Mi az áramforrás-átalakító: Működés és alkalmazásai

Az invertereket arra használják, hogy a tápfeszültséget egyenáramról váltakozóra váltják. A feszültségforrás-inverter (VSI) és az áramforrás inverter (CSI) kétféle inverter, a fő különbség a feszültségforrás-inverter és az áramforrás-inverter között az, hogy a kimeneti feszültség állandó a VSI-ben és a bemeneti áram állandó CSI-ben. A CSI egy állandó áramforrás, amely váltakozó áramot szolgáltat a bemenetnek, és DC-link átalakítónak is nevezik, amelyben a terhelési áram állandó. Ez a cikk az aktuális forrásinvertert tárgyalja.

Mi az áramforrás-inverter?

Az áramforrás-inverter áramforrás-inverter néven is ismert, amely átalakítja a bemenő egyenáramot váltakozó áramúvá, és kimenete háromfázisú vagy egyfázisú lehet. Az áramforrás meghatározása szerint az ideális áramforrás az a fajta forrás, amelyben az áram állandó és feszültségtől független.

Áramforrás-vezérlő

A feszültségforrás sorba van kötve nagy induktivitású értékkel (L_d) és ez az áramkört nevezte meg áramforrásként. Az áramforrás-inverter által táplált indukciós motor hajtásának kapcsolási rajza az alábbi ábrán látható.

Áramforrás alapú indukciós motoros meghajtó

Az áramkör hat diódából áll (D₁, D_két, D₃, D₄, D_5., D_6.), hat kondenzátor (C₁, C_két, C₃, C₄, C_5., C_6.), hat tirisztorok (T₁, T_két, T₃, T₄, T_5., T_6.), amelyek 60 fáziskülönbséggel vannak rögzítve⁰. Az inverter kimenete a indukciós motor . Adott sebesség esetén a nyomatékot az I dc-link áramának változtatásával lehet szabályozni_dés ez az áram a V változtatásával változtatható_d. Két kapcsoló vezetése ugyanabban a késésben nem vezet hirtelen áramnövekedéshez az L induktivitás nagy értéke miatt_d.

Az áramforrás-inverter által táplált induktormotor-hajtás konfigurációi a forrástól függően az alábbi ábrán láthatók.

CSI indukciós motoros meghajtók

Ha a forrás egyenáramú forrásban érhető el, a szaggatót az áram változtatására használják. Ha a forrás váltakozó áramú forrásként elérhető, akkor a kimeneti áram megváltoztatásához teljesen vezérelt egyenirányítót használnak.

Zárt hurokcsúszással vezérelt CSI-meghajtó regeneratív ugatással

A motorhiba referenciasebessége ((ω_m) annak a fordulatszám-szabályozónak adjuk meg, amely általában VI szabályozó, és a VI szabályozó kimenete az a csúszási sebesség, amelyet a csúszásszabályozónak adunk, amely a sebesség szabályozásához szükséges. A csúszási sebességet a fluxusszabályozás kapja meg, és ennek a kimenete az I referenciaáram_d^*amit ellenőrizni kell. A csúszási sebesség (ω_Kisasszony) és a tényleges sebesség (ω_m) hozzáadódnak, és megkapják a szinkron sebességet, a szinkron sebességből meghatározhatjuk a frekvenciát.

A frekvencia parancsot a CSI kapja, mert az inverter nagyon képes a frekvencia vezérlésére. A bemeneti áram megváltoztatásával vezérelhetjük a CSI kimenetét. A referenciaáram (I_d^*) és a tényleges áram (I_d) hozzáadódik, és megkapja az áram hibáját (∆ I_d). Az áram hibája annak az áramvezérlőnek adatik meg, amely vezérli az egyenáramú kapcsolati áramot, és az egyenáramú kapcsolati áram alapján tudjuk vezérelni az α-t, és ez az α el fogja dönteni azt a feszültséget, amely alapján meghatározhatja, hogy mennyi áram változni fog. Ez a zárt hurkú csúszásvezérelt CSI hajtás regeneratív fékezéssel. Ez egy zárt hurkú, csúszással vezérelt CSI hajtás működése regeneratív fékezéssel, és kapcsolási rajzát az alábbi ábra mutatja.

Zárt hurokúszóval vezérelt CSI-meghajtó regeneratív fékezéssel

A CSI táplált meghajtó fő előnye, hogy megbízhatóbb, mint a feszültségforrás inverteres táplált hajtása, hátránya pedig, hogy alacsonyabb a sebességtartománya, lassabb a dinamikus reakciója, a hajtás mindig zárt hurkban működik, és nem alkalmas többféle -motoros hajtás.

Áramforrás inverter R-terheléssel

Az R-terhelésű áramforrás inverterének kapcsolási rajza az alábbi ábrán látható.

Áramforrás inverter R-terheléssel

Az áramkör négy tirisztorkapcsolóból áll (T₁, T_két, T₃, T₄), Én_Saz a bemeneti forrás áram, amely állandó, és láthatja, hogy nincs párhuzamos dióda csatlakoztatva. Az állandó áramot a nagy induktivitású soros feszültségforrások összekapcsolása biztosítja. Tudjuk, hogy az induktivitás azon tulajdonsága, hogy nem engedi meg az áram hirtelen megváltozását, tehát amikor nagy induktivitással csatlakoztatjuk a feszültségforrást, akkor mindenképpen állandó lesz az általa termelt áram. A rezisztív terhelésű áramforrás inverterének alapvető disszipációs tényezője egyenlő.

Az áramforrás inverterének paraméterei R-terheléssel

Ha kiváltjuk a T-t₁és T_két0-tól T / 2-ig, akkor a kimeneti áramot és a kimeneti feszültséget kifejezzük

én₀= I_S> 0

V₀= I₀R

Ha kiváltjuk a T-t₃és T₄T / 2-től T-ig, akkor a kimeneti áramot és a kimeneti feszültséget kifejezzük

én₀= -I_S> 0

V₀= I₀R<0

Az R-terhelésű áramforrás inverterének kimeneti hullámalakját az alábbi ábra mutatja

Az áramforrás inverterének kimeneti hullámformája R-terheléssel

Rezisztív terhelés esetén kényszerített kommutációra van szükség. 0-tól T / 2-ig T₁és T_kétvezetnek és T / 2-től T-ig, T-ig₃& T₄dirigálnak. Tehát az egyes kapcsolók vezetési szöge egyenlő lesz ᴨ, az egyes kapcsolók vezetési ideje pedig T / 2.

Az ellenálló terhelés bemeneti feszültségét a következőkben fejezzük ki

V_{ban ben}= V₀(0-tól T / 2-ig)

V_{ban ben}= -V₀(T / 2-től T-ig)

A CSI rezisztív terhelés RMS kimeneti áramát és RMS kimeneti feszültségét a következőkben fejezzük ki

én_{0 (RMS)}= I_S

V_{0 (RMS)}= I_{0 (RMS)}R

A CSI rezisztív terhelésű átlagos és effektív tirisztoros árama

én_{T (átl.)}= I_S/két

én_{T (RMS)}= I_S/ √2

A Fourier kimeneti áram és a CSI kimeneti feszültsége rezisztív terhelés mellett

Az RMS kimeneti áram alapvető eleme az

én_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * I_S

Az áramforrás R terhelésű torzítási tényezője

g = 2√2 / ᴨ

A teljes harmonikus torzítást kifejezzük

THD = 48,43%

Az átlagos és RMS tirisztoros áram alapvető összetevője

én_{T01 (átl.)}= I_{01 (max)}/ ᴨ

én_{T01 (RMS)}= I_{01 (max)}/ két

A terhelésen átívelő alapvető teljesítmény a következőképpen fejeződik ki

V_{01 (RMS)}*ÉN_{01 (RMS)}* cosϕ₁

A terhelés teljes teljesítményét a következőképpen fejezzük ki

én_{0 (RMS)}^kétR = V_{0 (RMS)}^két/ R

A bemeneti feszültség V_{ban ben}mindig pozitív, mert az áram mindig a forrásból a terhelésig szállítódik.

Áramforrás kapacitív terheléssel vagy C-terheléssel

Az áramforrás-inverter kapacitív terhelésének kapcsolási rajzát az alábbi ábra mutatja

Áramforrás-inverter C-terheléssel

Az o és T / 2 közötti hullámalakban T₁és T_kétés a kimeneti áram I₀= I_S. Hasonlóan T / 2-től T-ig,T₃és T₄és a kimeneti áram I₀= -I_S.Ígya terhelési áram hullámformája nem függ a terheléstől.A C-terhelésű CSI inverter kimeneti hullámalakját az alábbi ábra mutatja.

Az áramforrás inverterének kimeneti hullámformája C-terheléssel

A kimeneti áram hullámalakjának integrálása megadja a kimeneti feszültséget. Ha a kimeneti áram váltakozó, akkor a kimeneti feszültség határozottan változó. A kapcsolási rajzon a tisztán kapacitív terhelést veszik fel, így az áram 90-nel vezeti a feszültséget⁰

én₀= I_C= C dV₀/ DT

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

A C-terhelés bemeneti feszültsége

V _{ban ben} = V ₀ (0-tól T / 2-ig)

V_{ban ben}= -V₀(T / 2-től T-ig)

A kimeneti feszültség akkor pozitívT₁és T_két0 és 0 között végeznekπ és mikorT₃és T₄π-től 3π / 2-ig vezet, akkor alapértelmezés szerint aT₁és T_kéta pozitív feszültségterhelés miatt fordított előfeszültségbe kerülnek, ami azt jelenti, hogy ebben az esetben természetes kommutáció vagy terheléskommutáció lehetséges, vagyis nem kell külső áramkört vagy külső kommutációs áramkört elhelyeznünk a T tirisztor kikapcsolásához₁és T_két.Meg kell találnunk az áramkör kikapcsolási idejét, amikor a természetes kommutáció lehetséges. Az áramkör kikapcsolási idejét kifejezzük

ω₀t_c= ᴨ / 2

t_c= ᴨ / 2 ω₀

Az áramforrás inverterének paraméterei C-terheléssel

Az átlagos és az effektív effektív tirisztoráramot kifejezzük

én_{T (átl.)}= I_S/két

én_{T (RMS)}= I_S/ √2

A Fourier kimeneti áram és a kapacitív terhelés kimeneti feszültsége

A CSI alapvető disszipációs tényezője C-terheléssel nulla.

A kimeneti teljesítmény alapvető összetevője a következő

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

Az átlagos és RMS tirisztoros áram alapvető összetevője

én_{T01 (átl.)}= I_{01 (max)}/ ᴨ és én_{T01 (RMS)}= I_{01 (max)}/ két

A maximális kimeneti feszültség

V_{0 (max)}= I_ST / 4C

A bemeneti feszültség RMS értéke

V_{itt (RMS)}= V_{o (max)}/ √3

Ezek az áramforrás kapacitív terhelés paraméterei.

Alkalmazások

Az áramforrás inverter alkalmazásai a következők

• UPS egységek
• LT plazma generátorok
• AC motoros hajtások
• Kapcsoló eszközök
• Indukciós motorok szivattyúkhoz és ventilátorokhoz

Előnyök

Az áramforrás inverterének előnyei

• Visszajelzési dióda nem szükséges
• A kommutáció egyszerű

Hátrányok

Az áramforrás-inverter hátrányai

• Szüksége van egy extra átalakító szakaszra
• Kis terhelésnél stabilitási problémákat és lassú teljesítményt nyújt

Így erről van szó áttekintés az áramforrásról , áramforrás-inverter vezérlés, zárt hurkú csúszásvezérelt CSI-hajtás regeneratív fékezéssel, Áramforrás-inverter R-terheléssel, alkalmazások, előnyök, hátrányok. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi a jelenlegi inverter működési elve?