อินเวอร์เตอร์ใช้ในการแปลงพลังงานจาก dc เป็น ac อินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดัน (VSI) และแหล่งกระแส อินเวอร์เตอร์ (CSI) เป็นอินเวอร์เตอร์สองประเภทความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดันและอินเวอร์เตอร์แหล่งกระแสคือแรงดันขาออกจะคงที่ใน VSI และกระแสอินพุตจะคงที่ใน CSI CSI เป็นแหล่งกระแสคงที่ซึ่งจ่ายกระแสไฟ ac ให้กับอินพุตและเรียกอีกอย่างว่าตัวแปลง dc-link ซึ่งกระแสโหลดจะคงที่ บทความนี้กล่าวถึงอินเวอร์เตอร์ต้นทางในปัจจุบัน
Current Source Inverter คืออะไร?
อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันเรียกอีกอย่างว่าอินเวอร์เตอร์ป้อนกระแสซึ่งแปลงอินพุต dc เป็น ac และเอาต์พุตอาจเป็นสามเฟสหรือเฟสเดียว ตามคำจำกัดความของแหล่งกระแสแหล่งที่มาในอุดมคติคือชนิดของแหล่งที่กระแสคงที่และไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า
การควบคุมอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบัน
แหล่งจ่ายแรงดันเชื่อมต่อเป็นอนุกรมโดยมีค่าความเหนี่ยวนำมาก (Lง) และตั้งชื่อวงจรเป็นแหล่งกระแส แผนภาพวงจรของอินเวอร์เตอร์ต้นทางที่ป้อนไดรฟ์มอเตอร์เหนี่ยวนำจะแสดงในรูปด้านล่าง
แหล่งที่มาปัจจุบันอินเวอร์เตอร์ Fed Induction Motor Drive
วงจรประกอบด้วยไดโอดหกตัว (D1, งสอง, ง3, ง4, ง5, ง6), ตัวเก็บประจุหกตัว (C1, คสอง, ค3, ค4, ค5, ค6), หก ไทริสเตอร์ (ต1, ทสอง, ท3, ท4, ท5, ท6) ซึ่งได้รับการแก้ไขด้วยความแตกต่างของเฟส 600. เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับ มอเตอร์เหนี่ยวนำ . สำหรับความเร็วที่กำหนดแรงบิดจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนกระแส dc-link Iงและกระแสไฟฟ้านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยน Vง. การนำสวิตช์สองตัวในความล่าช้าเดียวกันไม่ได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของกระแสเนื่องจากมีค่าตัวเหนี่ยวนำ L จำนวนมากง.
การกำหนดค่าของอินเวอร์เตอร์ต้นทางที่ป้อนไดรฟ์มอเตอร์เหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาจะแสดงในรูปด้านล่าง
CSI Induction Motor Drives
เมื่อแหล่งจ่ายมีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟ dc เครื่องบดสับจะถูกใช้เพื่อเปลี่ยนกระแส เมื่อแหล่งที่มามีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟ AC จะมีการใช้วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมอย่างสมบูรณ์เพื่อเปลี่ยนกระแสเอาต์พุต
ไดรฟ์ CSI ที่ควบคุมการลื่นของลูปปิดพร้อมการเห่าที่เกิดใหม่
ความเร็วอ้างอิงของข้อผิดพลาดของมอเตอร์ (∆ωม) มอบให้กับตัวควบคุมความเร็วซึ่งโดยปกติจะเป็นคอนโทรลเลอร์ VI และเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์ VI คือความเร็วในการลื่นที่กำหนดให้กับตัวควบคุมการลื่นซึ่งจำเป็นในการควบคุมความเร็ว ความเร็วในการลื่นจะถูกกำหนดให้กับการควบคุมฟลักซ์และผลลัพธ์ของสิ่งนี้คือกระแสอ้างอิง Iง*ที่ต้องควบคุม ความเร็วในการลื่น (ωนางสาว) และความเร็วจริง (ωม) เพิ่มเข้ามาและจะได้รับความเร็วซิงโครนัสจากความเร็วซิงโครนัสที่เรากำหนดความถี่ได้
คำสั่งความถี่ถูกกำหนดให้กับ CSI เนื่องจากอินเวอร์เตอร์มีความสามารถในการควบคุมความถี่ได้มาก เราสามารถควบคุมเอาต์พุตของ CSI ได้โดยการเปลี่ยนกระแสอินพุต กระแสอ้างอิง (Iง*) และกระแสจริง (Iง) ถูกเพิ่มและจะได้รับข้อผิดพลาดของกระแส (∆ Iง). ข้อผิดพลาดของกระแสจะถูกกำหนดให้กับคอนโทรลเลอร์ปัจจุบันซึ่งควบคุมกระแส dc-link และขึ้นอยู่กับกระแส dc-link ที่เราสามารถควบคุมαได้และαนี้จะตัดสินแรงดันไฟฟ้าตามที่คุณสามารถกำหนดได้ว่ากระแสเท่าไร กำลังจะเปลี่ยนไป นี่คือไดรฟ์ CSI ที่ควบคุมการลื่นไถลแบบวงปิดพร้อมการเบรกแบบปฏิรูป นี่คือการทำงานของไดรฟ์ CSI ที่ควบคุมด้วยสลิปวงปิดพร้อมการเบรกแบบปฏิรูปและแผนภาพวงจรจะแสดงในรูปด้านล่าง
ไดรฟ์ CSI ที่ควบคุมการลื่นของลูปปิดพร้อมระบบเบรกแบบ Regenerative
ข้อได้เปรียบหลักของไดรฟ์ที่ป้อน CSI คือมีความน่าเชื่อถือมากกว่าไดรฟ์ที่ป้อนอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดันและข้อเสียคือมีช่วงความเร็วที่ต่ำกว่าการตอบสนองแบบไดนามิกที่ช้าลงไดรฟ์ทำงานในวงปิดเสมอและไม่เหมาะสำหรับหลาย - มอเตอร์ขับเคลื่อน
อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม R-Load
แผนภาพวงจรของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันพร้อมโหลด R แสดงไว้ในรูปด้านล่าง
อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม R-Load
วงจรประกอบด้วยสวิตช์ไทริสเตอร์สี่ตัว (T1, ทสอง, ท3, ท4), ผมสคือกระแสของแหล่งอินพุตซึ่งมีค่าคงที่และคุณจะเห็นว่าไม่มีการเชื่อมต่อไดโอดป้องกันขนานใด ๆ กระแสคงที่มาจากการเชื่อมต่อแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอนุกรมที่มีการเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ เราทราบดีว่าคุณสมบัติของการเหนี่ยวนำนั้นจะไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันดังนั้นเมื่อเราเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่มีความเหนี่ยวนำมากกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะคงที่แน่นอน ปัจจัยการกระจายพื้นฐานของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันที่มีโหลดตัวต้านทานเท่ากับหนึ่ง
พารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม R-Load
ถ้าเราทริกเกอร์ T1และ Tสองจาก 0 ถึง T / 2 จากนั้นกระแสเอาต์พุตและแรงดันไฟฟ้าขาออกจะแสดงเป็น
ผม0= ฉันส> 0
วี0= ฉัน0ร
ถ้าเราทริกเกอร์ T3และ T4จาก T / 2 ถึง T จากนั้นกระแสเอาต์พุตและแรงดันไฟฟ้าขาออกจะแสดงเป็น
ผม0= -Iส> 0
วี0= ฉัน0ร<0
รูปคลื่นเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันที่มีโหลด R แสดงอยู่ในรูปด้านล่าง
รูปคลื่นเอาท์พุทของอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อมโหลด R
ในกรณีของโหลดตัวต้านทานจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแบบบังคับ ตั้งแต่ 0 ถึง T / 2, T1และ Tสองกำลังดำเนินการและจาก T / 2 ถึง T, T3& ท4กำลังดำเนินการ ดังนั้นมุมการนำของแต่ละสวิตช์จะเท่ากับᴨและเวลาในการนำไฟฟ้าของสวิตช์แต่ละตัวจะเท่ากับ T / 2
แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของโหลดตัวต้านทานแสดงเป็น
วีใน= V0(จาก 0 ถึง T / 2)
วีใน= -V0(จาก T / 2 ถึง T)
กระแสเอาต์พุต RMS และแรงดันเอาต์พุต RMS ของโหลดตัวต้านทาน CSI แสดงเป็น
ผม0 (RMS)= ฉันส
วี0 (RMS)= ฉัน0 (RMS)ร
กระแสไทริสเตอร์เฉลี่ยและ RMS ของ CSI ที่มีโหลดตัวต้านทานคือ
ผมT (เฉลี่ย)= ฉันส/สอง
ผมT (RMS)= ฉันส/ √2
อนุกรมฟูริเยร์ของกระแสไฟขาออกและแรงดันขาออกของ CSI ที่มีโหลดตัวต้านทานคือ
องค์ประกอบพื้นฐานของกระแสเอาต์พุต RMS คือ
ผม01 (RMS)= 2√2 / ᴨ * Iส
ปัจจัยการบิดเบือนของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันที่มีโหลด R คือ
g = 2√2 / ᴨ
ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดแสดงเป็น
THD = 48.43%
องค์ประกอบพื้นฐานของค่าเฉลี่ยและกระแสไฟ RMS ของไทริสเตอร์คือ
ผมT01 (เฉลี่ย)= ฉัน01 (สูงสุด)/ ᴨ
ผมT01 (RMS)= ฉัน01 (สูงสุด)/ สอง
กำลังพื้นฐานของโหลดแสดงเป็น
วี01 (RMS)*ผม01 (RMS)* cosϕ1
กำลังไฟฟ้าทั้งหมดในโหลดแสดงเป็น
ผม0 (RMS)สองR = V0 (RMS)สอง/ ร
แรงดันไฟฟ้าอินพุต Vในเป็นค่าบวกเสมอเนื่องจากกำลังส่งจากแหล่งไปยังโหลดเสมอ
อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อมโหลด Capacitive หรือ C-load
แผนภาพวงจรของโหลด capacitive อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันแสดงในรูปด้านล่าง
อินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม C-Load
ในรูปคลื่นจาก o ถึง T / 2, T1และ Tสองถูกทริกเกอร์และกระแสเอาต์พุตคือ I0= ฉันส. ในทำนองเดียวกันจาก T / 2 ถึง Tที3และ T4ถูกทริกเกอร์และกระแสเอาต์พุตคือ I0= -Iส.ดังนั้นรูปคลื่นกระแสโหลดไม่ขึ้นอยู่กับโหลดรูปคลื่นเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ CSI พร้อม C-Load แสดงในรูปด้านล่าง
รูปคลื่นเอาท์พุทของอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม C-Load
การรวมรูปคลื่นกระแสเอาท์พุตจะให้แรงดันไฟฟ้าขาออก ถ้ากระแสไฟขาออกเป็น ac แน่นอนว่าแรงดันขาออกคือ ac ในแผนภาพวงจรโหลด capacitive ล้วนๆดังนั้นกระแสจึงนำไปสู่แรงดันไฟฟ้า 900
ผม0= ฉันค= C dV0/ DT
วี0(t) = 1 / C ∫ Iค(t) dt = 1 / C ∫ I0DT
แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของโหลด C คือ
วี ใน = V 0 (จาก 0 ถึง T / 2)
วีใน= -V0(จาก T / 2 ถึง T)
แรงดันขาออกเป็นบวกเมื่อที1และ Tสองกำลังดำเนินการจาก 0 ถึงπและเมื่อใดที3และ T4ดำเนินการจากπถึง3π / 2 แล้วโดยค่าเริ่มต้นที1และ Tสองกำลังจะมีอคติย้อนกลับเนื่องจากโหลดแรงดันไฟฟ้าบวกซึ่งหมายความว่าในกรณีนี้การสับเปลี่ยนตามธรรมชาติหรือการเปลี่ยนโหลดเป็นไปได้หมายความว่าเราไม่จำเป็นต้องใส่วงจรภายนอกหรือวงจรสับเปลี่ยนภายนอกเพื่อปิดไทริสเตอร์ T1และ Tสอง.เราจำเป็นต้องหาเวลาปิดวงจรเมื่อสามารถเปลี่ยนการหมุนตามธรรมชาติได้ เวลาปิดวงจรแสดงเป็น
ω0tค= ᴨ / 2
tค= ᴨ / 2 ω0
พารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบันพร้อม C-Load
กระแสไทริสเตอร์เฉลี่ยและ RMS แสดงเป็น
ผมT (เฉลี่ย)= ฉันส/สอง
ผมT (RMS)= ฉันส/ √2
อนุกรมฟูริเยร์ของกระแสไฟขาออกและแรงดันขาออกของโหลด capacitive คือ
ปัจจัยการกระจายพื้นฐานของ CSI ที่มี C-load เท่ากับศูนย์
องค์ประกอบพื้นฐานของกำลังขับแสดงเป็น
ป01= V01 (RMS)ผม01 (RMS)คอส ϕ1= 0
องค์ประกอบพื้นฐานของค่าเฉลี่ยและกระแสไฟ RMS ของไทริสเตอร์คือ
ผมT01 (เฉลี่ย)= ฉัน01 (สูงสุด)/ ᴨและฉันT01 (RMS)= ฉัน01 (สูงสุด)/ สอง
แรงดันขาออกสูงสุดคือ
วี0 (สูงสุด)= ฉันสT / 4C
ค่า RMS ของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าคือ
วีใน (RMS)= Vo (สูงสุด)/ √3
นี่คือพารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันที่มีโหลด capacitive
การใช้งาน
การใช้งานของอินเวอร์เตอร์ต้นทางในปัจจุบันคือ
- หน่วย UPS
- เครื่องกำเนิดพลาสมา LT
- ไดรฟ์มอเตอร์ AC
- การเปลี่ยนอุปกรณ์
- มอเตอร์เหนี่ยวนำสำหรับปั๊มและพัดลม
ข้อดี
ข้อดีของอินเวอร์เตอร์แหล่งกระแสคือ
- ไม่จำเป็นต้องใช้ไดโอดป้อนกลับ
- การเปลี่ยนเป็นเรื่องง่าย
ข้อเสีย
ข้อเสียของอินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันคือ
- ต้องมีขั้นตอนการแปลงเพิ่มเติม
- เมื่อโหลดเบาจะมีปัญหาเรื่องเสถียรภาพและประสิทธิภาพการทำงานที่เฉื่อยชา
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของอินเวอร์เตอร์ต้นทางในปัจจุบัน , การควบคุมอินเวอร์เตอร์แหล่งที่มาปัจจุบัน, ไดรฟ์ CSI ควบคุมสลิปวงปิดพร้อมการเบรกแบบปฏิรูป, อินเวอร์เตอร์ต้นทางปัจจุบันพร้อมโหลด R, การใช้งาน, ข้อดีและข้อเสีย นี่คือคำถามสำหรับคุณหลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์ต้นทางในปัจจุบันคืออะไร?
