බලශක්ති පරිභෝජනය ව්‍යාජ සඳහා මධ්‍යම සංඛ්‍යාත (එම්එෆ්) ප්‍රේරක තාපන පද්ධතිය සඳහා භාවිතා කරන විවිධ පරිපථ සංසන්දනය

චෙන්ග්ඩු ඩුඕලින් ඉලෙක්ට්‍රික් කෝ., ලිමිටඩ් වෙතින් සෙන් ෂියාඕලින් මහතා විසින් ලියන ලදි

මෙම ලිපිය වර්තමාන එස්සීආර් එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියේ අවාසි විශ්ලේෂණය කරන අතර අයිජීබීටී බල උපාංග සමඟ ව්‍යාජ ලෙස සකස් කිරීම සඳහා නව එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියක් හඳුන්වා දෙයි. එය ශ්‍රේණියේ අනුනාද පරිපථයක් වන අතර එමඟින් සැලකිය යුතු බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ බලපෑමක් ඇති අතර ඕනෑම බරක් සහිත තත්වයකදී පහසුවෙන් දියත් කළ හැකිය.

වර්තමානයේ බොහෝ නිෂ්පාදකයින් භාවිතා කරයි එල්සී සමාන්තර අනුනාද පරිපථය සහ එස්සීආර් ඉන්වර්ටර් ලෙස ඔවුන්ගේ එම්එෆ් සඳහා ප්‍රේරක තාපන පද්ධතිය. එවැනි SCR ඉන්වර්ටර් තාක්‍ෂණය පසුගිය සියවසේ 70 දශකයේ මුල් භාගයේ දී දියුණු කරන ලදී. කරුණාකර බලන්නDiagram 1!

. SCR LC සමාන්තර අනුනාද පරිපථය

Diagram 1

මෙම ආකාරයේ පරිපථය තුළ, නිවැරදි කිරීමේ අංශය කාර්යයන් දෙකක් ඉටු කරයි:

1. ටීo ඒසී ධාරාව ඩීසී ධාරාව බවට එස්සීආර් 6 ක් හරවන්න (සිලිකන් පාලිත සෘජුකාරක).

2. වෙත යන්ත්රයේ බලය සකස් කරන්න.

මෙම පරිපථයේ අවාසි:

1 අතිරේක බල සාධක වන්දි ධාරිත්‍රකයේ ආයෝඡනය මණ්ඩල (පීඑෆ්සීසීසී).

එස්සීආර් හි සන්නායකතා කෝණය සකස් කිරීමෙන් බලය ගැලපීම සාක්‍ෂාත් වන අතර, සන්නායකතා කෝණය අඩු කිරීමෙන් විදුලිබල ජාලයේ බල සාධකය අඩු වේ. එබැවින් පරිශීලකයින්ට බලශක්ති සාධක වන්දි ධාරිත්‍රක කැබිනට් මණ්ඩලය මිලදී ගැනීමට සිදු වේ. එවිට පිරිවැය වැඩි වේ.

2. අඩු බල සාධකය

බල සාධකය පමණි 0.8 සිට 0.85 දක්වා SCR හි දේපල අක්රිය වීම හේතුවෙන් ඉන්වර්ටර් අංශය තුළ.

3 අධි බලශක්ති පරිභෝජනය

නිවැරදි කිරීමෙන් පසු ඩීසී පෙරීම සිදු කරන්නේ විශාල ඩීසී ප්‍රතික්‍රියාකාරකයෙනි. මෙසේ1% -3% බලශක්ති අලාභය මෙම කොටසේ උත්පාදනය කෙරේ.

l ඉන්වර්ටර් පරිපථය තයිරිස්ටර හතරෙන් (එස්සීආර්) සපුරාලයි 5% බලශක්ති අලාභය උත්පාදක කොටසේ උත්පාදනය කෙරේ.

l ප්‍රතිදාන කොටස යනු ප්‍රේරක දඟරයෙන් සහ ධාරිත්‍රකයෙන් සමන්විත සමාන්තර අනුනාද පරිපථයකි. SCR හි බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය, වෝල්ටීයතා ප්‍රතිදාන ≤750V මගින් සීමා වේ. ප්‍රේරණ දඟරයේ දෝලන ධාරාව ඩීසී ධාරාවේ Q (5 සිට 10 දක්වා) ගුණයක් වේ (Q යනු අනුනාදක පරිපථයේ ගුණාත්මක සාධකය වේ). මේ අනුව, ප්‍රේරණ දඟරයේ බලශක්ති හානිය වැඩි වේ. සමාන්තර අනුනාද පරිපථයක් සහිතව, දශක්තිය නැති වීම වේ ආසන්න වශයෙන් 25% සිට 30% දක්වා යන්ත්‍ර බලයෙන්.

Tමෙයින් SCR MF ඉන්ඩක්ෂන් එච් හි කාර්යක්ෂමතාවආහාර ගැනීම පද්ධතිය දළ වශයෙන් 60% සිට 70% දක්වා.

පැහැදිලිවම, ප්‍රේරණ දඟරයේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ නංවා යන්ත්‍රයේ කාර්‍යක්‍ෂමතාව වැඩි කළ හැකි දෝලන පරිපථ අගය Q අඩු කරන්න. නමුත් සමාන්තර අනුනාද පරිපථයකදී, ප්‍රේරක දඟරයේ කෙළවර කෙලින්ම තයිරිස්ටරයට සම්බන්ධ වේ, ප්‍රේරක දඟරයේ වෝල්ටීයතාව ඉහළ නංවන්නේ නම්, තයිරිස්ටරයන්ගේ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ දැමිය යුතුය. එම නිසා තයිරිස්ටර වල බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව ඉහළ නැංවීම සඳහා නිෂ්පාදන පිරිවැය වැඩි වන නමුත් තයිරිස්ටර බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයෙන් සීමා වේ.

Thyristor යනු දෝලනය වන පරිපථ අගය Q <10, දෝලනය නැවැත්වීමට පහසු හෝ දෝලනය අසාර්ථක වූ විට අර්ධ පාලිත ආකාරයේ බල උපාංගයකි.

එස්සීආර් එම්එෆ් භාවිතා කළ මිනිසුන් තාපන පද්ධතිය මඟින් සීතල ද්‍රව්‍ය පිරවූවා නම් සත්‍යය දනී; දෝලනය ආරම්භ කිරීම දුෂ්කර ය. එබැවින් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහාඑම්එෆ් ඉන්ඩක්ෂන් උණුසුම් කිරීම පද්ධති වෙනත් බල උපාංගයක් සහ වෙනත් පරිපථයක් සෙවිය යුතුය: IGBT සහ එල්සී මාලාවක් අනුනාද පරිපථය. කරුණාකර බලන්නරූප සටහන 2 පහත!

. IGBT LCමාලාවක් අනුනාද පරිපථය

—–තුළ භාවිතා වේ ඩුඕලින් එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතිය

90 දශකයේ මුල් භාගයේදී IGBT සමඟ නව බල උපාංගයක් උපත ලැබීය හි විශේෂාංග ඉහළ බලය, අඩු ස්විච් පාඩුව හා අධි වැඩ කරනවා සංඛ්යාත 100 kHz දක්වා. IGBT තාක්‍ෂණය වසර 20 ක සංවර්ධනයෙන් පසු විශේෂයෙන් පරිණත වී ඇත, විශේෂයෙන් ඉන්ෆිනියන් විසින් නිපදවන ලද සිව්වන පරම්පරාවේ IGBT. එහි සංතෘප්ත වෝල්ටීයතාවය ≤ 1.7 ක් වන අතර දෘඩ මාරු කිරීමේ සංඛ්‍යාතය 20KHZ දක්වා ළඟා වී ඇත. IGBT යනු සංඛ්‍යාත ඉන්වර්ටර්, බල සැපයුම් මාරු කිරීම සහ ප්‍රේරණ තාපනය වැනි ක්ෂේත්‍රයන්හි නියත ආධිපත්‍යය යි.

Diagram 2

මෙම පරිපථය තුළ, නිවැරදි කිරීම ඩයෝඩ හයකින් (6) කැපීමෙන් තොරව කෙලින්ම සිදු කෙරෙන බැවින් ජාලකයේ බල සාධකය කෙරෙහි අවම බලපෑමක් ඇති වේ. ශ්‍රේණියේ අනුනාද පරිපථය තුළ බලශක්ති ඉතිරියක් ලබා ගැනීම සඳහා විශාල හා බර ප්‍රතික්‍රියාකාරකය වෙනුවට ධාරිත්‍රකය C1 මඟින් පෙරහන කාර්යය සිදු කෙරේ. මෙහි SCR T1 ක්‍රියාත්මක වන්නේ ස්විච් එකක් ලෙස පමණි. ධාරිත්‍රකය යම් වෝල්ටීයතාවයකට ආරෝපණය කළ විට SCR T1 සම්බන්ධ වේ.

ඉන්වර්ටර් කොටස IGBT හතරකින් (4) සමන්විත වේ. IGBT හි සන්නායකතා පාඩුව SCR වලට සමාන වන නමුත් IGBT හි ස්විච් පාඩුව SCR ට වඩා අඩු බැවින් ඉන්වර්ටර් ධාරාව නැතිවීම 3%පමණ අඩු ය.

බල ගැලපුම් ක්‍රම දෙකක් තිබේ: 1. ඉන්වර්ටර් අංශයේ ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතය වෙනස් කිරීමෙන්; 2. IGBT වල සන්නායක කාලය වෙනස් කිරීමෙන්.

ප්රතිදාන අංශය වේ Sඊරි අනුනාද පරිපථයටී ප්‍රේරක (එල්) සහ ධාරිත්‍රක (සී) මඟින් සෑදී ඇත. මෙම පරිපථයේ ලක්ෂණය නම් IGBT හරහා ධාරාව ප්‍රේරකය සහ ධාරිත්‍රකය හරහා ධාරාවට සමාන වන නමුත් ප්‍රේරකයේ වෝල්ටීයතාවය නිවැරදි කරන ලද ඩීසී වෝල්ටීයතාවයේ වාර 3-10 (Q අගය) වේ. ප්‍රේරක (එල්) හි වෝල්ටීයතාවය සෘජුවම ධාරිත්‍රකය (සී) මඟින් පිරිනමනු ලබන බැවින් ප්‍රේරකයේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ නංවන විට බලශක්ති උපාංගවල බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව (අයිජීබීටී) ඉහළ නැංවීමේ අවශ්‍යතාවයක් නොමැත.

ප්‍රේරකයේ බලය P = V (ප්‍රේරකයේ වෝල්ටීයතාවය) × I (ප්‍රේරණය හරහා ධාරාව). දැන් ප්‍රේරක අතර අලාභය සංසන්දනය කරමු සමාන්තර හා මාලාවේ අනුනාද පරිපථය. ප්‍රේරකයේ බලය පී යැයි උපකල්පනය කරන්න.

සමාන්තර අනුනාද පරිපථය (පීආර්සී): පී = වීpආර්සී . මමpආර්සී; පී = 750 × අයිpආර්සී; මමpආර්සී= පී/750

අනුනාද පරිපථ මාලාව (src): පී = වීsආර්සී . මමsආර්සී; පී = 1500 × අයිsආර්සී; මමsආර්සී= පී/1500 (අවම වීsආර්සී = 3 DC 500 ඩීසී වෙළුම)

මේ අනුව මමsrc = 1/2 මම prc; අපි දන්නවා ප්‍රේරක අහිමි වීම සම්බන්ධ වන්නේ ප්‍රේරකයේ ප්‍රතිරෝධයට පමණයි. ප්‍රතිරෝධය උපකල්පනය කරන්නේ ආර්, එවිට බලශක්ති අලාභය:

පී = මම2ආර්; පීprc = මමprc2ආර්; පීsආර්සී = මමsrc2 ආර් = (1/2 අයිprc)2 ආර් = 1/4 අයිprc2 R

මෙම පරිපථයේ හෝ ඩුඕලින්ගේ එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියේ වාසි:

1 අධි කාර්යක්ෂමතාව

එම නිසා එකම බලයේ සහ එකම ප්‍රේරකයේ කොන්දේසිය යටතේ, ශ්‍රේණියේ අනුනාද ප්‍රේරකයේ උපරිම අලාභය සමාන්තර අනුනාදක ප්‍රේරකයේ හතරෙන් එකක් (1/4) වේ (කරුණාකර ඉහත සූත්‍රය බලන්න!). එවිට යන්ත්‍ර බලයෙන් ශ්‍රේණි අනුනාද ප්‍රතිදාන කොටස අහිමි වීම දළ වශයෙන් 5% - 10% ක් වන බැවින් භාවිතා කරන ලද එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියේ කාර්යක්ෂමතාව ශ්‍රේණි අනුනාද පරිපථය 80% - 90% කි.

2. අඩු බලශක්ති පරිභෝජනය

අනුනාද පරිපථ මාලාවේ, ප්‍රේරකයේ වෝල්ටීයතාවය බල උපාංගයේ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයට සම්බන්ධ නොවේ. ප්‍රේරක පරිවාරකයට ඉඩ දෙන තාක් කල්, ප්‍රේරකයේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ නැංවීම මඟින් ප්‍රේරක අහිමි වීම අඩු කළ හැකි අතර යන්ත්‍ර කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් වැඩි කරයි. මූලධර්මය අධි වෝල්ටීයතාවයකින් යුත් ජාලක බල සම්ප්‍රේෂණයට සමාන වේ.

එම නිසා, සැලසුම් කිරීමේදී යන්ත්‍රයේ විශ්වසනීයත්වය සහතික කළ හැකි මෙන්ම යන්ත්‍ර කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කළ හැකි නිවැරදි Q අගයක් තෝරා ගන්න, පසුව සැලකිය යුතු ලෙස සුරකින්න බලශක්ති 10% -30% cසාම්ප්‍රදායික තයිරිස්ටර (එස්සීආර්) ප්‍රේරණ තාපන පද්ධතිය සමඟ සම්බන්ධ කර ඇත.

3 අධි බල සාධකය

සාමාන්‍යයෙන් අයිජීබීටී ශ්‍රේණියේ අනුනාද පරිපථය සහිත එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියට 0.95 ට වඩා ඉහළ බලශක්ති සාධකයක් ඇත. ස්පන්දන 12 කින් නිවැරදි කරන්නේ නම්, බල සාධකය 0.98 දක්වා විය හැකිය.

4. ඕනෑම බරකින් යුත් තත්වයකදී පහසුවෙන් දියත් කළ හැකිය

IGBT යනු පූර්ණ පාලිත බල උපකරණයකි. බලශක්ති සාධකය සහ දෝලන පරිපථයේ Q අගය සමඟ කිසිදු සම්බන්ධයක් නොමැතිව IGBT ක්‍රියාත්මක කිරීම/ක්‍රියාවිරහිත කිරීම කෙලින්ම පාලනය කරන්නේ ගේට්ටුවෙනි. එබැවින් ඕනෑම බර පැටවීමේ තත්වයකදී යන්ත්‍රය පහසුවෙන් දියත් කළ හැකිය.

කෙසේ වෙතත්, ව්‍යාජ සමාගම් වල හොඳම තේරීම නම් අයිජීබීටී ශ්‍රේණියේ අනුනාද පරිපථය සහිත එම්එෆ් ප්‍රේරක තාපන පද්ධතියයි.


තැපැල් වේලාව: පෙබරවාරි 04-2021