Шта је претварач тренутног извора: рад и његове примене

Претварачи се користе за претварање снаге из једносмерне у наизменичну струју. Претварач извора напона (ВСИ) и извор струје претварач (ЦСИ) су две врсте претварача, главна разлика између претварача напона и претварача извора струје је у томе што је излазни напон константан у ВСИ, а улазна струја константна у ЦСИ. ЦСИ је извор константне струје који напаја улаз наизменичном струјом, а назива се и претварачем једносмерне струје у којем је струја оптерећења константна. Овај чланак говори о претварачу тренутног извора.

Шта је претварач тренутног извора?

Претварач извора струје познат је и као претварач напајања струјом који претвара улазни једносмерни ток у наизменичну струју, а његов излаз може бити трофазни или једнофазни. Према дефиницији извора струје, идеалан извор струје је врста извора у којој је струја константна и неовисна је о напону.

Управљање претварачем тренутног извора

Извор напона је повезан серијски са великом вредношћу индуктивности (Л_д) и ово је коло именовало као извор струје. Шема кола погонског асинхроног мотора напајаног претварачем струје приказана је на доњој слици.

Претварач струје са индукционим мотором са претварачем струје

Коло се састоји од шест диода (Д.₁, Д._два, Д.₃, Д.₄, Д.₅, Д.₆), шест кондензатора (Ц.₁, Ц._два, Ц.₃, Ц.₄, Ц.₅, Ц.₆), шест тиристори (Т.₁, Т_два, Т₃, Т₄, Т₅, Т₆) који су фиксни са фазном разликом од 60⁰. Излаз претварача повезан је на индукциони мотор . За дату брзину, обртни моменат се контролише променом струје једносмерне струје И_да ова струја се може варирати променом В._д. Провођење два прекидача у истом заостајању не доводи до наглог пораста струје због присуства велике вредности индуктивитета Л_д.

Конфигурације погонског мотора индукторског напајања претварача струје у зависности од извора приказане су на доњој слици.

ЦСИ индукциони моторни погони

Када је извор доступан у једносмерној струји, хеликоптер се користи за варирање струје. Када је извор доступан у извору наизменичне струје, тада се користи потпуно контролисани исправљач за варирање излазне струје.

ЦСИ погон са затвореном петљом и контролисаним клизањем са регенеративним лајањем

Референтна брзина грешке мотора (∆ω_м) даје се регулатору брзине који је обично ВИ регулатор, а излаз ВИ регулатора је брзина клизања која се даје регулатору клизања који је потребан за регулацију брзине. Брзина клизања даје се регулацији флукса и излаз је референтна струја И_д^*то се мора контролисати. Брзина клизања (ω_{Госпођа}) и стварне брзине (ω_м) додају се и добиће синхрону брзину, из синхроне брзине можемо одредити фреквенцију.

Наредба о фреквенцији даје се ЦСИ-у, јер је претварач итекако способан да контролише фреквенцију. Излазом ЦСИ можемо да контролишемо променом улазне струје. Референтна струја (И_д^*) и стварне струје (И_д) се додаје и добиће грешку струје (∆ И_д). Грешка струје даје се регулатору струје који контролише једносмерну струју и на основу струје једносмерне везе можемо да контролишемо α, а овај α ће одредити напон на основу којег можете одредити, колико струје ће се променити. Ово је затворени клизни ЦСИ погон са регенеративним кочењем. Ово је рад ЦСИ погона затворене петље са контролисаним клизањем са регенеративним кочењем и његов дијаграм кола приказан је на доњој слици.

ЦСИ погон са затвореним клизним клизањем и регенеративним кочењем

Главна предност ЦСИ напајаног погона је што је поузданији од напонског напајаног претварача са извором напона, а недостатак је што има нижи опсег брзина, спорији динамички одзив, погон ради увек у затвореној петљи и није погодан за вишенаменске -вожња мотором.

Претварач струје са Р-оптерећењем

Шема кола претварача извора струје са Р-оптерећењем приказана је на доњој слици.

Претварач струје са Р-оптерећењем

Коло се састоји од четири тиристорска прекидача (Т₁, Т_два, Т₃, Т₄), И_С.је струја улазног извора која је константна и можете видети да није повезана ниједна анти-паралелна диода. Константна струја се обезбеђује повезивањем извора напона у серији са великом индуктивношћу. Знамо да је својство индуктивности да не дозвољава нагле промене струје, па када повежемо извор напона са великом индуктивношћу, тада ће струја произведена преко њега бити константна. Основни фактор расипања претварача струјног извора са отпорним оптерећењем једнак је јединици.

Параметри претварача струје са Р-оптерећењем

Ако покренемо Т.₁и т_дваод 0 до Т / 2 тада су излазна струја и излазни напон изражени као

Ја₀= И_С.> 0

В.₀= И₀Р.

Ако покренемо Т.₃и т₄од Т / 2 до Т тада су излазна струја и излазни напон изражени као

Ја₀= -И_С.> 0

В.₀= И₀Р.<0

Излазни таласни облик претварача извора струје са Р-оптерећењем приказан је на доњој слици

Излазни таласни облик претварача тренутног извора са Р-оптерећењем

У случају отпорног оптерећења потребна је присилна комутација. Од 0 до Т / 2, Т.₁и т_двапроводе и од Т / 2 до Т, Т.₃& Т₄спроводе. Дакле, угао проводљивости сваког прекидача биће једнак ᴨ, а време проводљивости сваког прекидача Т / 2.

Улазни напон отпорног оптерећења изражава се као

В._у= В₀(од 0 до Т / 2)

В._у= -В₀(од Т / 2 до Т)

РМС излазна струја и РМС излазни напон отпорног оптерећења ЦСИ изражени су као

Ја_{0 (РМС)}= И_С.

В._{0 (РМС)}= И_{0 (РМС)}Р.

Просечна и ефективна тиристорска струја ЦСИ са отпорним оптерећењем је

Ја_{Т (просечно)}= И_С./два

Ја_{Т (РМС)}= И_С./ √2

Фоуриерова серија излазне струје и излазног напона ЦСИ са отпорним оптерећењем је

Основна компонента ефективне излазне струје је

Ја_{01 (РМС)}= 2√2 / ᴨ * И_С.

Фактор изобличења претварача струје са Р-оптерећењем је

г = 2√2 / ᴨ

Укупна хармонијска изобличења изражена су као

ТХД = 48,43%

Основна компонента просечне и ефективне тиристорске струје је

Ја_{Т01 (просечно)}= И_{01 (макс.)}/ ᴨ

Ја_{Т01 (РМС)}= И_{01 (макс.)}/ два

Основна снага преко оптерећења изражава се као

В._{01 (РМС)}* И_{01 (РМС)}* цосϕ₁

Укупна снага преко терета се изражава као

Ја_{0 (РМС)}^дваР = В_{0 (РМС)}^два/ Р.

Улазни напон В_ује увек позитиван јер се снага увек испоручује од извора до оптерећења.

Претварач струје са капацитивним или Ц-оптерећењем

Шема кола капацитивног оптерећења претварача струје приказана је на доњој слици

Претварач струје са Ц-оптерећењем

У таласном облику од о до Т / 2, Т₁и т_двасе активирају и излазна струја је И₀= И_С.. Слично од Т / 2 до Т,Т.₃и т₄се активирају и излазна струја је И₀= -И_С..Такоталасни облик струје оптерећења не зависи од оптерећења.Излазни таласни облик ЦСИ претварача са Ц-оптерећењем приказан је на доњој слици.

Излазни таласни облик претварача тренутног извора са Ц-оптерећењем

Интеграција таласног облика излазне струје даће излазни напон. Ако је излазна струја наизменична струја, онда је дефинитивно излазни напон наизменична. На дијаграму кола узима се чисто капацитивно оптерећење, па струја доводи напон за 90⁰

Ја₀= И_Ц.= Ц дВ₀/ ДТ

В.₀(т) = 1 / Ц ∫ И_Ц.(т) дт = 1 / Ц ∫ И₀ДТ

Улазни напон Ц-оптерећења је

В. _у = В ₀ (од 0 до Т / 2)

В._у= -В₀(од Т / 2 до Т)

Излазни напон је позитиван кадаТ.₁и т_дваспроводе од 0 доπ и кадаТ.₃и т₄проводећи од π до 3π / 2, а затим подразумеваноТ.₁и т_двапрелазе у обрнуту пристрасност због позитивног напонског оптерећења, што значи да је у овом случају могућа природна комутација или комутација оптерећења, што значи да не треба да стављамо спољни круг или спољни комутациони круг да бисмо искључили тиристор Т₁и т_два.Морамо пронаћи време искључења круга када је могућа природна комутација. Време искључења круга изражава се као

ω₀т_ц= ᴨ / 2

т_ц= ᴨ / 2 ω₀

Параметри претварача струје са Ц-оптерећењем

Просечна и ефективна струја тиристора изражена је као

Ја_{Т (просечно)}= И_С./два

Ја_{Т (РМС)}= И_С./ √2

Фуријеова серија излазне струје и излазног напона капацитивног оптерећења је

Основни фактор расипања ЦСИ са Ц-оптерећењем једнак је нули.

Основна компонента излазне снаге изражава се као

П.₀₁= В_{01 (РМС)}Ја_{01 (РМС)}Цос ϕ₁= 0

Основна компонента просечне и ефективне тиристорске струје је

Ја_{Т01 (просечно)}= И_{01 (макс.)}/ ᴨ и ја_{Т01 (РМС)}= И_{01 (макс.)}/ два

Максимални излазни напон је

В._{0 (макс.)}= И_С.Т / 4Ц

РМС вредност улазног напона је

В._{у (РМС)}= В_{о (макс.)}/ √3

То су параметри претварача струје са капацитивним оптерећењем.

Апликације

Примене претварача тренутног извора су

• УПС јединице
• ЛТ генератори плазме
• Погони наизменичне струје
• Преклопни уређаји
• Индукциони мотори за пумпе и вентилаторе

Предности

Предности претварача струје су

• Диода за повратне информације није потребна
• Комутација је једноставна

Мане

Мане претварача струје су

• Потребна је додатна фаза претварача
• При лаганом оптерећењу има проблема са стабилношћу и успореним перформансама

Дакле, ово је све о томе преглед претварача тренутног извора , контрола претварача струје, ЦСИ погон са затвореним клизним надзором са регенеративним кочењем, претварач извора струје са Р оптерећењем, примене, предности, недостаци. Ево питања за вас који је тренутни принцип рада претварача извора?