Güç Elektroniği Dönüştürücüler

Güç elektroniğinin birincil görevi, kullanıcı yükleri için en uygun biçimde voltaj ve akım sağlayarak elektrik enerjisi akışını işlemek ve kontrol etmektir. Modern güç elektroniği dönüştürücüleri, anahtarlamalı güç kaynakları, aktif güç filtreleri, elektrik-makine-hareket kontrolü, yenilenebilir enerji dönüşüm sistemleri dağıtılmış güç üretimi, esnek AC iletim sistemleri ve araç teknolojisi gibi çok geniş bir uygulama yelpazesinde yer almaktadır. .

Güç elektroniği dönüştürücüleri, elektrik enerjisi biçimini, elektrik akımlarının ve voltajın bilgi taşımak için kullanıldığı klasik elektroniklerle değiştirmeye ihtiyaç duyulan her yerde bulunabilir, oysa güç elektroniği ile güç taşırlar. Güç elektroniği sistemleri için bazı kullanım örnekleri, cep telefonları veya PDA'lar gibi birçok mobil cihazda kullanılan DC / DC dönüştürücüler ve bilgisayarlarda ve televizyonlarda AC / DC dönüştürücülerdir. Ülkemizde yüzlerce megavatlık güç akışını kontrol etmek için büyük ölçekli güç elektroniği kullanılmaktadır. Bu dönüştürücülerden bazıları aşağıda tartışılmaktadır.

Çift Dönüştürücü

Çift dönüştürücü, AC'nin DC'ye dönüşümünün gerçekleştiği ve ardından yükün arada kaldığı DC'den AC'ye dönüşümünün gerçekleştiği bir redresör ve invertör kombinasyonudur. Bir ikili dönüştürücü, tek fazlı veya üç fazlı olabilir. İkili dönüştürücü, biri alternatif akımın yüke verilebilecek doğru akıma dönüştürüldüğü düzeltme amaçlı bir tristörden oluşan iki köprüden oluşur. Diğer tristör köprüsü, DC'yi A.C'ye dönüştürmek için kullanılır.

Tek Fazlı Çift Dönüştürücü

Tek fazlı çift dönüştürücü, yük için izlenen düzeltme için çift dönüştürücünün 1. dönüştürücüsüne verilen kaynak olarak tek bir faz kullanır.

Çalışma prensibi:

Bu süreçte düzeltmek için dönüştürücü 1'e verilen AC girişi pozitif girdi döngüsü, pozitif döngüde doğrultulmuş bir DC veren birinci ileri taraflı tristör setine verilir ve ayrıca bir DC açık veren ters taraflı tristör setine negatif döngü verilir. Tam dalgayı tamamlayan negatif çevrim yüke rektifiye çıktı verilebilir. Bu işlem sırasında dönüştürücü 2, bir indüktör kullanılarak bloke edilir. Tristör sadece kapıya akım darbesi verildiğinde iletken olmaya başlar ve akım beslemesi durdurulana kadar sürekli iletim yapar. Farklı yüklere verildiğinde Tristörlü Köprü çıkışı aşağıdaki gibi olabilir.

İkili bir dönüştürücü de DC'nin çalışmasını sağlamak için AC'ye dönüştürüldüğünden, dönüştürücü iki bloke edilir, DC girişleri DC güç kaynağına dönüştürülür.

Tristörlerin Ateşlenmesi:

Tristörlerin çalışmasını sağlamak için, hat voltajı ile eşzamanlı olarak kapısına bir tetik darbesi verilmelidir. Çift konvertörlü tristörlü köprülere ayrı bir geçit sürücü devresi eklenmelidir Geçit sürücü devresi, kaynak voltajı ile eşit şekilde senkronize edilmelidir, herhangi bir gecikme sıfır geçiş jitterine ve sıfır frekans dalgalanmalarına neden olur. Bu devreleri önlemek için faz kilit döngüleri ve karşılaştırıcılar dahil edilmelidir.

Tek fazlı çift dönüştürücü uygulamaları

• DC motorlarda hız kontrolü ve yön kontrolü.

Tek fazlı çift dönüştürücü kullanarak dc motorun hız kontrolü ve polarite kontrolü

Tek fazlı bir çift dönüştürücü, mikrodenetleyici ile arayüz oluşturan hız ve dönüş yönünü kontrol etmek için kullanılabilir, dört SCR'nin kombinasyonu motorun her iki tarafına yerleştirilir ve motor yüktür. Bu tristörler, bir mikrodenetleyici portuna bağlı bir optokuplör aracılığıyla tetiklenebilir.

Motorun dönüşü optocoupler kullanılarak bir tarafa yerleştirilen tetiğe bir tristör seti ayarlanarak başlatılabilir ve motorun yönündeki değişiklik başka bir tristör seti tetiklenerek sağlanabilir.Motor hızındaki değişim, SCR.

Mod seçimi ve hız seçimi, bu anahtarları kullanan mikro denetleyici arayüzlü anahtarlardır ve hız ve dönüş seçilebilir.

Tek Fazlı - Üç Ayaklı AC / AC Dönüştürücü

Güç elektroniği, güç dönüşümü için elektroniklerin uygulamasıdır. Güç dönüşümünün bir alt kategorisi, AC'den AC'ye dönüşümdür. AC'den AC'ye voltaj denetleyicisi, bir AC kaynağından bir AC yüküne iletilen voltajı, akımı ve ortalama gücü kontrol eden bir dönüştürücüdür. Tek ve üç fazlı AC denetleyici olmak üzere iki tür AC voltaj denetleyicisi vardır.

Tek fazlı bir AC / AC dönüştürücü, sabit bir AC giriş voltajından istenen bir frekansla değişken AC çıkış voltajına dönüştüren bir dönüştürücüdür. Işık kısma devreleri, asenkron motorların hız kontrolleri ve çekiş motoru kontrolü gibi pratik devrelerde kullanılırlar. Tek fazlı AC / AC dönüştürücülerinde birçok mevcut teknoloji vardır, bunlar tek fazlıdır - iki ayaklı, üç ayaklı ve dört ayaklı. Tek fazlı - iki ve dört ayaklı dönüştürücüler gibi bazı dezavantajları vardır - çok sayıda güç cihazına, büyük kontrol devresine ihtiyaç duyarlar, daha fazla anahtarlama ve kayıplar, çıktının% 50'sini kontrol etmek için yalnızca yarı yarıya azaltılır. Bu nedenle, geleneksel olarak kullanılan dönüştürücülerdeki bu kusurların üstesinden gelmek için daha iyi bir yaklaşım, tek fazlı üç AC / AC dönüştürücünün kullanılmasıdır.

Tek faz - üç ayak, 3 ayak ve 6 anahtardan oluşur. Hem ızgara tarafı hem de yük tarafı için bir bacak yaygındır. Bir bacak doğrultucu işlemini gerçekleştirir ve bir ızgara inverter işlemini gerçekleştirir. Ve bunda kullanıyoruz Darbe Genişliği Modülasyonu (PWM) dönüştürücü çıktısını kontrol etme teknikleri. Tek fazlı üç bacaklı dönüştürücü aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:

Doğrultucudaki besleme gerilimi anahtarları Qg ve Qa'nın pozitif yarı döngüsü sırasında iletkenler ve kondansatör boyunca ve için doğrultulmuş çıkış elde ederiz. inverter operasyonu Qg ve Qa 'anahtarlarına ek olarak, yük tarafı ayağındaki Ql anahtarı da tetiklenir ve yük boyunca ac çıkışı elde ederiz. Şebeke tarafındaki negatif yarım döngü anahtarları Qa ve Qg ', rektifiye çıktı anlamına gelir ve Qa ve Qg' anahtarlarına ek olarak ters çevirme işlemi için Ql 'anahtarı da tetiklenir ve yük boyunca ac çıkışı elde ederiz. PWM yöntemi kullanılarak invertere sabit bir dc giriş voltajı verilir ve inverter cihazlarının açma ve kapama süreleri ayarlanarak kontrollü bir ac çıkış voltajı elde edilir. Konvertör devresindeki anahtarlar düzgün çalışmayı sağlamak ve ayrıca harmonikleri azaltmak için. Modülasyon indeksinin değerini değiştirerek, uygunluğumuza göre darbe genişliğini değiştirebiliriz.

3 Bacak Çeviricinin Avantajları ve Uygulamaları

• Kondansatör üzerindeki DC çıkış voltajı, dört ayaklı dönüştürücüye kıyasla neredeyse iki katına çıkar.
• Devrenin güç derecesi ve voltajı iyileştirilebilir.
• Daha az kayıp ve anahtar ile aynı çıktı elde edilebilir. Dolayısıyla verimlilik ve güç faktörü geliştirilebilir.
• Bu dönüştürücü, kesintisiz güç kaynağı devrelerinde (UPS) ve güç elektroniği sürücülerin dört çeyrek operasyonunu elde etmek için.