Kaj je pretvornik trenutnega vira: delo in njegove aplikacije

Pretvorniki se uporabljajo za pretvorbo moči iz enosmernega v izmenični tok. Pretvornik napetostnega vira (VSI) in trenutni vir pretvornik (CSI) sta dve vrsti pretvornikov, glavna razlika med pretvornikom napetostnega vira in pretvornikom tokovnega vira je v tem, da je izhodna napetost konstantna v VSI, vhodni tok pa konstanten v CSI. CSI je konstanten vir toka, ki na vhod napaja izmenični tok, imenuje pa se tudi pretvornik enosmerne povezave, v katerem je tok obremenitve konstanten. Ta članek obravnava trenutni pretvornik vira.

Kaj je pretvornik trenutnega vira?

Pretvornik tokovnega vira je znan tudi kot pretvornik toka, ki pretvori vhodni enosmerni tok v izmenični tok, njegov izhod pa je lahko trifazni ali enofazni. Glede na definicijo tokovnega vira je idealen vir toka tisti vir, v katerem je tok konstanten in neodvisen od napetosti.

Krmiljenje pretvornika trenutnega vira

Vir napetosti je povezan zaporedno z veliko vrednostjo induktivnosti (L_d) in to je vezje imenovalo za trenutni vir. Shema vezja pogona asinhronega motorja, ki ga napaja pretvornik toka, je prikazana na spodnji sliki.

Trenutni vir pretvornika Fed Indukcijski motorni pogon

Vezje je sestavljeno iz šestih diod (D_1., D_dva, D_3., D_4., D_5., D_6.), šest kondenzatorjev (C_1., C_dva, C_3., C_4., C_5., C_6.), šest tiristorji (T_1., T_dva, T_3., T_4., T_5., T_6.), ki so fiksni s fazno razliko 60⁰. Izhod pretvornika je povezan z asinhronski motor . Pri določeni hitrosti se navor uravnava s spreminjanjem toka enosmerne povezave I_din ta tok lahko spreminjamo s spreminjanjem V_d. Prevajanje dveh stikal v istem zaostanku ne povzroči nenadnega naraščanja toka zaradi prisotnosti velike vrednosti induktivnosti L_d.

Konfiguracije pogona asinhronega motorja s pretvornikom toka, odvisnega od vira, so prikazane na spodnji sliki.

CSI indukcijski motorni pogoni

Ko je vir na voljo v enosmernem toku, se s helikopterjem spreminja tok. Ko je vir na voljo v viru izmeničnega toka, se za spreminjanje izhodnega toka uporablja popolnoma nadzorovan usmernik.

CSI pogon z zaprto zanko in nadzorovanim zdrsom z regenerativnim lajanjem

Referenčna hitrost napake motorja (∆ω_m) dobi regulator hitrosti, ki je običajno regulator VI, in izhod regulatorja VI je hitrost zdrsa, ki je dodeljena regulatorju zdrsa, ki je potreben za uravnavanje hitrosti. Hitrost zdrsa je podana krmiljenju pretoka in izhod je referenčni tok I_d^*to je treba nadzorovati. Hitrost zdrsa (ω_gospa) in dejansko hitrostjo (ω_m) se dodajo in bodo dobili sinhrono hitrost, iz sinhrone hitrosti lahko določimo frekvenco.

Ukaz za frekvenco dobi CSI, ker je pretvornik zelo sposoben krmiliti frekvenco. Izhod CSI lahko nadzorujemo s spreminjanjem vhodnega toka. Referenčni tok (I_d^*) in dejanski tok (I_d) in doda napako toka (∆ I_d). Napaka toka je podana trenutnemu krmilniku, ki nadzoruje tok enosmerne povezave in na podlagi toka enosmerne povezave lahko nadzorujemo α, ta α pa bo določila napetost, na podlagi katere lahko določite, koliko toka se bo spremenila. To je CSI pogon z zaprto zanko in z regenerativnim zaviranjem. To je delovanje zaprtega zdrsa krmiljenega pogona CSI z regenerativnim zaviranjem, njegov diagram vezja pa je prikazan na spodnji sliki.

CSI pogon z zaprto zanko in nadzorovanim zdrsom z regenerativnim zaviranjem

Glavna prednost napajanja s pogonom CSI je, da je zanesljivejši od pogona z napajanjem z pretvornikom napetosti, pomanjkljivost pa je, da ima nižje območje hitrosti, počasnejši dinamični odziv, pogon deluje vedno v zaprti zanki in ni primeren za več -motorni pogon.

Pretvornik tokovnega vira z R-obremenitvijo

Shema vezja pretvornika tokovnega vira z obremenitvijo R je prikazana na spodnji sliki.

Pretvornik tokovnega vira z R-obremenitvijo

Vezje je sestavljeno iz štirih tiristorskih stikal (T_1., T_dva, T_3., T_4.), JAZ_Sje vhodni vir toka, ki je konstanten, in vidite, da ni priključena nobena vzporedna dioda. Stalni tok je zagotovljen s serijskim povezovanjem napetostnih virov z veliko induktivnostjo. Vemo, da je lastnost induktivnosti, da ne bo dovolila nenadne spremembe toka, zato, ko priključimo vir napetosti z veliko induktivnostjo, bo zagotovo tok, ki nastane na njem, stalen. Temeljni faktor odvajanja pretvornika tokovnega vira z uporovno obremenitvijo je enak enemu.

Parametri pretvornika toka z R-obremenitvijo

Če sprožimo T_1.in T_dvaod 0 do T / 2, potem sta izhodni tok in izhodna napetost izraženi kot

jaz₀= Jaz_S> 0

V₀= Jaz₀R

Če sprožimo T_3.in T_4.od T / 2 do T, potem sta izhodni tok in izhodna napetost izraženi kot

jaz₀= -I_S> 0

V₀= Jaz₀R<0

Izhodna valovna oblika pretvornika tokovnega vira z obremenitvijo R je prikazana na spodnji sliki

Izhodna valovna oblika pretvornika tokovnega vira z R-obremenitvijo

V primeru uporovne obremenitve je potrebna prisilna komutacija. Od 0 do T / 2, T_1.in T_dvaizvajajo in od T / 2 do T, T_3.& T_4.izvajajo. Torej bo kot prevodnosti vsakega stikala enak ᴨ, čas prevodnosti vsakega stikala pa T / 2.

Vhodna napetost uporovne obremenitve je izražena kot

V_v= V₀(od 0 do T / 2)

V_v= -V₀(od T / 2 do T)

RMS izhodni tok in RMS izhodna napetost uporovne obremenitve CSI sta izraženi kot

jaz_{0 (RMS)}= Jaz_S

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

Povprečni in efektivni tiristorski tok CSI z uporovno obremenitvijo je

jaz_{T (povprečno)}= Jaz_S/ dva

jaz_{T (RMS)}= Jaz_S/ √2

Fourierjeva serija izhodnega toka in izhodne napetosti CSI z uporovno obremenitvijo je

Temeljna komponenta efektivnega izhodnega toka je

jaz_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * I_S

Faktor popačenja pretvornika tokovnega vira z obremenitvijo R je

g = 2√2 / ᴨ

Skupno harmonično popačenje je izraženo kot

THD = 48,43%

Temeljna komponenta povprečnega in efektivnega tiristorskega toka je

jaz_{T01 (povprečno)}= Jaz_{01 (največ)}/ ᴨ

jaz_{T01 (RMS)}= Jaz_{01 (največ)}/ dva

Temeljna moč obremenitve je izražena kot

V_{01 (RMS)}*JAZ_{01 (RMS)}* cosϕ_1.

Skupna moč obremenitve je izražena kot

jaz_{0 (RMS)}^dvaR = V_{0 (RMS)}^dva/ R

Vhodna napetost V_vje vedno pozitiven, ker se moč vedno dovaja od vira do obremenitve.

Pretvornik tokovnega vira z kapacitivno obremenitvijo ali C-obremenitvijo

Shema vezja kapacitivne obremenitve pretvornika tokovnega toka je prikazana na spodnji sliki

Pretvornik tokovnega vira s C-obremenitvijo

V valovni obliki od o do T / 2 je T_1.in T_dvase sprožijo in izhodni tok je I₀= Jaz_S. Podobno od T / 2 do T,T_3.in T_4.se sprožijo in izhodni tok je I₀= -I_S.Torejvalovna oblika toka obremenitve ni odvisna od obremenitve.Izhodna valovna oblika pretvornika CSI s C-obremenitvijo je prikazana na spodnji sliki.

Izhodna valovna oblika pretvornika tokovnega vira s C-obremenitvijo

Integracija valovne oblike izhodnega toka bo dala izhodno napetost. Če je izhodni tok izmenični tok, je zagotovo izhodna napetost izmenični tok. V shemi vezja je prevzeta povsem kapacitivna obremenitev, tako da tok vodi napetost za 90⁰

jaz₀= Jaz_C= C dV₀/ DT

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

Vhodna napetost C-obremenitve je

V _v = V ₀ (od 0 do T / 2)

V_v= -V₀(od T / 2 do T)

Izhodna napetost je pozitivna, kadarT_1.in T_dvaizvajajo od 0 doπ in kdajT_3.in T_4.ki vodi od π do 3π / 2, nato pa privzetoT_1.in T_dvagredo v obratno pristranskost zaradi pozitivne napetostne obremenitve, kar pomeni, da je v tem primeru možna naravna komutacija ali komutacija obremenitve, kar pomeni, da nam ni treba postaviti zunanjega tokokroga ali zunanjega komutacijskega tokokroga, da izklopimo tiristor T_1.in T_dva.Poiskati moramo čas odklopa tokokroga, ko je možna naravna komutacija. Čas odklopa vezja je izražen kot

ω₀t_c= ᴨ / 2

t_c= ᴨ / 2 ω₀

Parametri pretvornika tokovnega vira s C-obremenitvijo

Povprečni in efektivni tiristorski tok je izražen kot

jaz_{T (povprečno)}= Jaz_S/ dva

jaz_{T (RMS)}= Jaz_S/ √2

Fourierjeva serija izhodnega toka in izhodne napetosti kapacitivne obremenitve je

Temeljni disipacijski faktor CSI s C-obremenitvijo je enak nič.

Temeljna komponenta izhodne moči je izražena kot

P₀₁= V_{01 (RMS)}jaz_{01 (RMS)}Cos ϕ_1.= 0

Temeljna komponenta povprečnega in efektivnega tiristorskega toka je

jaz_{T01 (povprečno)}= Jaz_{01 (največ)}/ ᴨ in jaz_{T01 (RMS)}= Jaz_{01 (največ)}/ dva

Največja izhodna napetost je

V_{0 (največ)}= Jaz_ST / 4C

RMS vrednost vhodne napetosti je

V_{v (RMS)}= V_{o (največ)}/ √3

To so parametri pretvornika tokovnega vira s kapacitivno obremenitvijo.

Aplikacije

Aplikacije pretvornika tokovnega vira so

• UPS enote
• LT plazemski generatorji
• Pogoni z izmeničnim tokom
• Preklopne naprave
• Indukcijski motorji za črpalke in ventilatorje

Prednosti

Prednosti pretvornika tokovnega vira so

• Dioda za povratne informacije ni potrebna
• Komutacija je preprosta

Slabosti

Slabosti pretvornika toka so

• Potrebuje dodatno stopnjo pretvornika
• Pri majhni obremenitvi ima težave s stabilnostjo in počasne zmogljivosti

Tu gre torej za to pregled pretvornika trenutnega vira , Krmiljenje pretvornika tokovnega vira, CSI pogon z zaprto zanko z regenerativnim zaviranjem, Pretvornik tokovnega vira z obremenitvijo R, obravnavane so aplikacije, prednosti, slabosti. Tukaj je vprašanje za vas, kakšen je trenutni princip delovanja pretvornika vira?