Spēka elektronikas galvenais uzdevums ir apstrādāt un kontrolēt elektroenerģijas plūsmu, piegādājot spriegumus un strāvas tādā formā, kas ir optimāli piemērota lietotāja slodzēm. Mūsdienu jaudas elektroniskie pārveidotāji ir iesaistīti ļoti plašā pielietojuma spektrā, piemēram, komutētā režīma barošanas avoti, aktīvās jaudas filtri, elektriskās mašīnas-kustības vadība, atjaunojamās enerģijas pārveidošanas sistēmas dalītās enerģijas ražošana, elastīgas maiņstrāvas pārvades sistēmas un transportlīdzekļu tehnoloģija utt. .
Spēka elektroniskos pārveidotājus var atrast visur, kur nepieciešams pārveidot elektriskās enerģijas formu ar klasisko elektroniku, kurā informācijas pārraidei tiek izmantotas elektriskās strāvas un spriegums, turpretī ar jaudas elektroniku tie pārvadā enerģiju. Daži strāvas elektronisko sistēmu izmantošanas piemēri ir līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāji, kurus izmanto daudzās mobilajās ierīcēs, piemēram, mobilajos tālruņos vai plaukstdatoros, un maiņstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāji datoros un televizoros. Lai kontrolētu simtiem megavatu enerģijas plūsmu visā mūsu valstī, tiek izmantota liela mēroga enerģijas elektronika. Daži no šiem pārveidotājiem ir apspriesti turpmāk.
Dual pārveidotājs
Divkāršais pārveidotājs ir taisngrieža un invertora kombinācija, kurā notiek AC pārveidošana par DC un pēc tam - DC uz AC, kur starp tām atrodas slodze. Divkāršais pārveidotājs var būt no vienas vai trīs fāzes. Divkāršais pārveidotājs sastāv no diviem tiltiem, kas sastāv no tiristoriem, un viens taisngriežu vajadzībām, kur maiņstrāva tiek pārveidota par līdzstrāvu, ko var dot slodzei. Citu tiristoru tiltu izmanto, lai pārveidotu DC par A.C.
Vienfāzes divkāršais pārveidotājs
Vienfāzes divkāršais pārveidotājs izmanto vienu fāzi kā avotu, kas tiek piešķirts divkāršā pārveidotāja 1. pārveidotājam labošanai, kam seko slodze.
Darbības princips:
Maiņstrāvas ieeja, kas pārveidotājam 1 piešķirta labošanai šajā procesā, pozitīvs ievades cikls tiek dots pirmajam uz priekšu vērsto tiristoru komplektam, kas pozitīvā ciklā dod iztaisnotu līdzstrāvu, kā arī negatīvs cikls tiek piešķirts apgrieztās slodzes tiristoru kopai, kas dod līdzstrāvu negatīvo ciklu, kas pabeigts ar pilnu viļņu izlabotu izvadi, var dot slodzei. Šī procesa laikā pārveidotājs 2 tiek bloķēts, izmantojot induktoru. Tiristors sāk darboties tikai tad, kad vārtiem un nepārtrauktai vadībai tiek piešķirts strāvas impulss, līdz strāvas padeve tiek pārtraukta. Tiristora tilta izeja var būt šāda, ja to piešķir dažādām slodzēm.
Tā kā divkāršais pārveidotājs ietver arī DC pārveidošanu par AC, lai tas darbotos, pārveidotājs ir bloķēts, līdzstrāvas ieejas kļūst par slodzi līdz līdzstrāvas avota pārveidošanai.
Tiristoru apdedzināšana:
Lai tiristori darbotos, tā vārtiem vienlaikus ar līnijas spriegumu jādod sprūda impulss. Divkāršā pārveidotāja tiristora tiltiem jāpievieno atsevišķa vārtu piedziņas ķēde. Vārtu piedziņas ķēdei jābūt vienlīdzīgi sinhronizētai ar avota spriegumu, jebkura aizkavēšanās izraisa nulles krustu satricinājumu un nulles frekvences svārstības. Lai novērstu šīs shēmas, jāiekļauj fāzes bloķēšanas cilpās un salīdzinātājos.
Vienfāzes divkāršā pārveidotāja pielietojums
- Ātruma un virziena kontrole līdzstrāvas motoros.
Līdzstrāvas motora ātruma un polaritātes kontrole, izmantojot vienfāzes divkāršo pārveidotāju
Vienfāzes divkāršo pārveidotāju var izmantot, kontrolējot ātrumu un rotācijas virzienu, saskaroties ar mikrokontrolleru, četru SCR kombinācija ir novietota motora abās pusēs, un motors ir slodze. Šos tiristorus var iedarbināt, izmantojot optronu, kas savienots ar mikrokontrollera portu.
Motora rotāciju var inicializēt, izmantojot optronu, iestatot tiristora komplektu, kas iedarbojas vienā pusē, un motora virziena maiņu var panākt, iedarbinot citu tiristora komplektu. Motora ātruma izmaiņas var panākt ar novēlotu aizdedzes leņķi SCR.
Režīmu un ātruma izvēle ir ar mikrokontrolleru savienoti slēdži, izmantojot šos slēdžus, var izvēlēties ātrumu un rotāciju.
Vienfāzes - trīs kāju maiņstrāvas / maiņstrāvas pārveidotājs
Jaudas elektronika ir elektronikas pielietojums enerģijas pārveidošanai. Jaudas pārveidošanas apakškategorija ir maiņstrāvas līdz maiņstrāvas pārveidošana. Maiņstrāvas līdz maiņstrāvas sprieguma kontrolieris ir pārveidotājs, kas kontrolē spriegumu, strāvu un vidējo jaudu, ko piegādā maiņstrāvas slodzei no maiņstrāvas avota. Pastāv divu veidu maiņstrāvas sprieguma regulatori, vienfāzes un trīsfāžu maiņstrāvas regulatori.
Vienfāzes maiņstrāvas / maiņstrāvas pārveidotājs ir pārveidotājs, kas no fiksēta maiņstrāvas ieejas sprieguma pārveido mainīgu maiņstrāvas izejas spriegumu ar vēlamo frekvenci. Tos izmanto praktiskās ķēdēs, piemēram, gaismas blāvuma ķēdēs, asinhrono motoru ātruma kontrolē un vilces motora vadībā utt. Vienfāzes maiņstrāvas / maiņstrāvas pārveidotājos ir daudz esošo tehnoloģiju, tās ir vienfāzes - divas kājas, trīs kājas un četras kājas. Vienfāzes - divu un četru kāju pārveidotājiem ir daži trūkumi, piemēram, tiem ir nepieciešams liels skaits barošanas ierīču, liela vadības shēma, vairāk komutācijas un zaudējumi tiek samazināti tikai uz pusi, lai kontrolētu 50% no produkcijas. Tātad, lai pārvarētu šos trūkumus, kas sastopami parastajos pārveidotājos, labāka pieeja ir trīsfāzu maiņstrāvas / maiņstrāvas pārveidotāja izmantošana.
Viena fāze - trīs kājas sastāv no 3 kājām un 6 slēdžiem. Kāja ir izplatīta gan režģa pusē, gan kravas pusē. Kāja veic taisngrieža darbību, bet režģis - invertora darbību. Un šajā mēs izmantojam Pulsa platuma modulācija (PWM) metodes pārveidotāja izejas kontrolei. Viena fāzes trīs kāju pārveidotājs ir parādīts zemāk:
Barošanas sprieguma pozitīvā puscikla laikā taisngriezī vada Qg un Qa slēdži, un mēs iegūstam rektificētu izvadi pāri kondensatoram un invertora darbība papildus slēdžiem Qg un Qa ’iedarbojās arī slēdža Ql slodzes sānu kājā, un mēs iegūstam maiņstrāvas jaudu visā slodzē. Negatīvā puscikla laikā slēdži Qa un Qg ’režģa pusē, kas nozīmē iztaisnotu izvadi, un inversijas darbībai papildus slēdžiem Qa un Qg’ iedarbina arī slēdzi Ql ’, un mēs iegūstam maiņstrāvas jaudu pāri slodzei. Izmantojot PWM metodi, invertoram tiek piegādāts fiksēts līdzstrāvas ieejas spriegums un kontrolēta maiņstrāvas izejas spriegums tiek iegūts, pielāgojot invertora ierīču ieslēgšanas un izslēgšanas periodus. Pārveidotāja ķēdes slēdži, lai nodrošinātu pareizu darbību un samazinātu harmoniku. Mainot modulācijas indeksa vērtību, mēs varam mainīt impulsa platumu atbilstoši mūsu ērtībām.
Trīs kāju pārveidotāja priekšrocības un pielietojums
- DC izejas spriegums pāri kondensatoram ir gandrīz divkāršots, salīdzinot ar četru kāju pārveidotāju.
- Ķēdes jaudu un spriegumu var uzlabot.
- To pašu jaudu var iegūt ar samazinātiem zudumiem un slēdžiem. Tādējādi efektivitāti un jaudas koeficientu var uzlabot.
- Šo pārveidotāju izmanto nepārtrauktās barošanas ķēdēs (UPS) un jaudas elektronika lai iegūtu četras disku kvadrantu darbības.
