ما هو العاكس المصدر الحالي: العمل وتطبيقاته

تستخدم المحولات لتحويل الطاقة من التيار المستمر إلى التيار المتردد. عاكس مصدر الجهد (VSI) والمصدر الحالي العاكس (CSI) نوعان من المحولات ، والفرق الرئيسي بين محول مصدر الجهد وعاكس مصدر التيار هو أن جهد الخرج ثابت في VSI وأن تيار الإدخال ثابت في CSI. CSI هو مصدر تيار مستمر يوفر التيار المتردد للمدخلات ، ويسمى أيضًا محول dc-link حيث يكون تيار الحمل ثابتًا. تتناول هذه المقالة العاكس المصدر الحالي.

ما هو المصدر الحالي العاكس؟

يُعرف محول المصدر الحالي أيضًا باسم العاكس الذي يتم تغذيته حاليًا والذي يحول التيار المستمر إلى تيار متردد ويمكن أن يكون خرجه ثلاثي الطور أو أحادي الطور. وفقًا لتعريف المصدر الحالي ، فإن مصدر التيار المثالي هو نوع المصدر الذي يكون فيه التيار ثابتًا ومستقلًا عن الجهد.

المصدر الحالي للتحكم في العاكس

يتم توصيل مصدر الجهد في سلسلة بقيمة كبيرة من الحث (L_د) وهذا يسمى الدائرة كمصدر حالي. يظهر الرسم البياني للدائرة للمحرك الحثي المغذي بالعاكس الحالي في الشكل أدناه.

المحرك التعريفي العاكس تغذية المحرك المصدر الحالي

تتكون الدائرة من ستة ثنائيات (D₁، د_اثنين، د₃، د₄، د₅، د₆) ، ستة مكثفات (C₁، ج_اثنين، ج₃، ج₄، ج₅، ج₆)، ستة الثايرستور (ت₁، ت_اثنين، ت₃، ت₄، ت₅، ت₆) والتي تم إصلاحها بفرق طور 60⁰. يتم توصيل خرج العاكس بـ المحرك التعريفي . بالنسبة لسرعة معينة ، يتم التحكم في عزم الدوران عن طريق تغيير تيار وصلة التيار المستمر I_دويمكن أن يتنوع هذا التيار عن طريق تغيير V_د. لا يؤدي التوصيل بمفتاحين في نفس التأخير إلى ارتفاع مفاجئ للتيار بسبب وجود قيمة كبيرة من الحث L_د.

يتم عرض تكوينات محرك محرك الحث الذي يتم تغذيته بعاكس المصدر الحالي اعتمادًا على المصدر في الشكل أدناه.

محركات محركات CSI التعريفي

عندما يكون المصدر متاحًا في مصدر التيار المستمر ، يتم استخدام المروحية لتغيير التيار. عندما يكون المصدر متاحًا في مصدر التيار المتردد ، يتم استخدام مقوم يتم التحكم فيه بالكامل لتغيير تيار الإخراج.

محرك CSI ذو حلقة مغلقة يتم التحكم فيه عن طريق الانزلاق مع نباح متجدد

السرعة المرجعية لخطأ المحرك (∆ω_م) إلى وحدة التحكم في السرعة التي تكون عادةً وحدة تحكم VI ومخرج وحدة التحكم VI هو سرعة الانزلاق التي يتم منحها لمنظم الانزلاق المطلوب لتنظيم السرعة. يتم إعطاء سرعة الانزلاق للتحكم في التدفق ويكون ناتج هذا هو التيار المرجعي I_د^*يجب التحكم فيه. سرعة الانزلاق (ω_آنسة) والسرعة الفعلية (ω_م) وستحصل على سرعة التزامن ، من السرعة المتزامنة يمكننا تحديد التردد.

يتم إعطاء أمر التردد إلى CSI لأن العاكس قادر جدًا على التحكم في التردد. يمكننا التحكم في إخراج CSI عن طريق تغيير تيار الإدخال. التيار المرجعي (I_د^*) والتيار الفعلي (I_د) وسيحصل على خطأ التيار (∆ I_د). يتم إعطاء خطأ التيار إلى وحدة التحكم الحالية التي تتحكم في تيار الارتباط المستمر وبناءً على تيار رابط التيار المستمر يمكننا التحكم في α ، وستحدد α الجهد بناءً على ما يمكنك تحديد مقدار التيار سوف يتغير. هذا هو محرك CSI ذو الحلقة المغلقة المنزلق مع الكبح المتجدد. هذا هو تشغيل محرك CSI ذو حلقة مغلقة يتم التحكم فيه عن طريق الانزلاق مع كبح متجدد ويظهر مخطط دائرته في الشكل أدناه.

محرك CSI ذو حلقة مغلقة يتم التحكم فيه بالانزلاق مع الكبح المتجدد

تتمثل الميزة الرئيسية لمحرك التغذية CSI في أنه أكثر موثوقية من محرك تغذية العاكس بمصدر الجهد والعيب هو أنه يحتوي على نطاق سرعة أقل واستجابة ديناميكية أبطأ ، ويعمل المحرك دائمًا في حلقة مغلقة وهو غير مناسب لمتعدد - محرك.

العاكس المصدر الحالي مع R-Load

يظهر الرسم البياني لدائرة عاكس المصدر الحالي مع R-load في الشكل أدناه.

العاكس المصدر الحالي مع R-Load

تتكون الدائرة من أربعة مفاتيح ثايرستور (T.₁، ت_اثنين، ت₃، ت₄)، أنا_سهو تيار مصدر الإدخال الثابت ، ويمكنك أن ترى أنه لا يوجد أي صمام ثنائي مضاد متوازي متصل. يتم توفير التيار الثابت عن طريق توصيل مصادر الجهد في سلسلة مع محاثة كبيرة. نحن نعلم أن خاصية الحث ، لن تسمح بالتغير المفاجئ في التيار ، لذلك عندما نربط مصدر الجهد بمحاثة كبيرة ، فمن المؤكد أن التيار الناتج عبره سيكون ثابتًا. عامل التبديد الأساسي لعاكس المصدر الحالي مع حمل مقاوم يساوي واحدًا.

معلمات العاكس المصدر الحالي مع R-Load

إذا أطلقنا T₁و ت_اثنينمن 0 إلى T / 2 ثم يتم التعبير عن تيار الخرج والجهد الناتج كـ

أنا₀= أنا_س> 0

الخامس₀= أنا₀ر

إذا أطلقنا T₃و ت₄من T / 2 إلى T ثم يتم التعبير عن تيار الخرج والجهد الناتج كـ

أنا₀= -أنا_س> 0

الخامس₀= أنا₀ر<0

يظهر الشكل الموجي الناتج من عاكس المصدر الحالي مع R-load في الشكل أدناه

الشكل الموجي الناتج من عاكس المصدر الحالي مع R-Load

في حالة الحمل المقاوم ، يلزم التخفيف القسري. من 0 إلى T / 2، T.₁و ت_اثنينتجري ومن T / 2 إلى T ، T.₃& ت₄تجري. لذلك ، ستكون زاوية التوصيل لكل مفتاح مساوية لـ ᴨ وسيكون وقت التوصيل لكل مفتاح مساويًا لـ T / 2.

يتم التعبير عن جهد الدخل للحمل المقاوم

الخامس_في= V.₀(من 0 إلى T / 2)

الخامس_في= -V₀(من T / 2 إلى T)

يتم التعبير عن تيار خرج RMS والجهد الناتج RMS لحمولة مقاومة CSI كـ

أنا_{0 (RMS)}= أنا_س

الخامس_{0 (RMS)}= أنا_{0 (RMS)}ر

متوسط ​​تيار الثايرستور RMS لـ CSI مع حمل مقاوم هو

أنا_{T (متوسط)}= أنا_س/اثنين

أنا_{T (RMS)}= أنا_س/ √2

سلسلة فورييه لتيار الخرج والجهد الناتج من CSI مع حمل مقاوم هو

المكون الأساسي لتيار خرج RMS هو

أنا_{01 (RMS)}= 2√2 / * أنا_س

عامل التشويه لعاكس المصدر الحالي مع R-load هو

ز = 2√2 /

يتم التعبير عن التشويه التوافقي الكلي كـ

THD = 48.43٪

المكون الأساسي لمتوسط ​​و RMS الثايرستور الحالي

أنا_{T01 (متوسط)}= أنا_{01 (حد أقصى)}/ ᴨ

أنا_{T01 (RMS)}= أنا_{01 (حد أقصى)}/ اثنين

يتم التعبير عن القوة الأساسية عبر الحمل كـ

الخامس_{01 (RMS)}*أنا_{01 (RMS)}* كوس₁

يتم التعبير عن إجمالي الطاقة عبر الحمل كـ

أنا_{0 (RMS)}^اثنينR = V._{0 (RMS)}^اثنين/ ص

جهد الدخل الخامس_فيتكون دائمًا موجبة لأن الطاقة يتم توصيلها دائمًا من المصدر إلى التحميل.

العاكس المصدر الحالي مع حمولة سعوية أو حمولة C.

يظهر الرسم التخطيطي لدائرة الحمل السعوي العاكس للمصدر الحالي في الشكل أدناه

العاكس المصدر الحالي مع C-Load

في الشكل الموجي من o إلى T / 2 ، T.₁و ت_اثنينيتم تشغيلها والتيار الناتج هو أنا₀= أنا_س. وبالمثل من T / 2 إلى T ،تي₃و ت₄يتم تشغيلها والتيار الناتج هو أنا₀= -أنا_س.وبالتاليالحمل الموجي الحالي لا يعتمد على الحمل.يظهر الشكل الموجي الناتج من عاكس CSI مع C-Load في الشكل أدناه.

الناتج الموجي لمصدر التيار العاكس مع تحميل سي

سيعطي تكامل شكل الموجة الحالي الناتج جهد الخرج. إذا كان تيار الخرج تيار متردد ، فمن المؤكد أن جهد الخرج هو تيار متردد. في الرسم البياني للدائرة ، يؤخذ الحمل السعوي البحت ، وبالتالي فإن التيار يقود الجهد بمقدار 90⁰

أنا₀= أنا_ج= C فولت₀/ DT

الخامس₀(ر) = 1 / ج ∫ أنا_ج(ر) دت = 1 / ج ∫ أنا₀DT

جهد الدخل للحمل C هو

الخامس _في = V. ₀ (من 0 إلى T / 2)

الخامس_في= -V₀(من T / 2 إلى T)

عندما يكون جهد الخرج موجبًاتي₁و ت_اثنينتجري من 0 إلىπ ومتىتي₃و ت₄إجراء من π إلى 3π / 2 ثم بشكل افتراضيتي₁و ت_اثنينفي اتجاه انحياز عكسي بسبب حمل الجهد الإيجابي ، وهذا يعني في هذه الحالة أن التبديل الطبيعي أو تخفيف الحمل ممكن ، وهذا يعني أننا لسنا بحاجة إلى وضع دائرة خارجية أو دائرة تبديل خارجية لإيقاف تشغيل الثايرستور T₁و ت_اثنين.نحن بحاجة إلى إيجاد وقت انقطاع الدائرة عندما يكون التبديل الطبيعي ممكنًا. يتم التعبير عن وقت إيقاف الدائرة كـ

ω₀ر_ج= ᴨ / 2

ر_ج= / 2 ω₀

معلمات العاكس المصدر الحالي مع C-Load

يتم التعبير عن متوسط ​​وتيار الثايرستور RMS كـ

أنا_{T (متوسط)}= أنا_س/اثنين

أنا_{T (RMS)}= أنا_س/ √2

سلسلة فورييه لتيار الخرج والجهد الناتج للحمل السعوي هو

عامل التبديد الأساسي لـ CSI مع الحمل C يساوي الصفر.

يتم التعبير عن المكون الأساسي لطاقة الإخراج كـ

ص₀₁= V._{01 (RMS)}أنا_{01 (RMS)}كوس ϕ₁= 0

المكون الأساسي لمتوسط ​​و RMS الثايرستور الحالي

أنا_{T01 (متوسط)}= أنا_{01 (حد أقصى)}/ ᴨ وأنا_{T01 (RMS)}= أنا_{01 (حد أقصى)}/ اثنين

الحد الأقصى لجهد الخرج هو

الخامس_{0 (حد أقصى)}= أنا_سT / 4 ج

قيمة RMS لجهد الدخل هي

الخامس_{في (RMS)}= V._{س (كحد أقصى)}/ √3

هذه هي معلمات عاكس المصدر الحالي مع الحمل السعوي.

التطبيقات

تطبيقات العاكس المصدر الحالي هي

• وحدات UPS
• مولدات البلازما LT
• محركات التيار المتردد
• تبديل الأجهزة
• المحركات التعريفي للمضخات والمراوح

مزايا

مزايا العاكس المصدر الحالي هي

• ديود التغذية الراجعة غير مطلوب
• التخفيف بسيط

سلبيات

عيوب المصدر الحالي هي

• يحتاج إلى مرحلة تحويل إضافية
• عند التحميل الخفيف ، فإنه يعاني من مشكلة الاستقرار والأداء البطيء

وبالتالي ، هذا كل شيء عن نظرة عامة على المصدر الحالي العاكس ، التحكم في عاكس المصدر الحالي ، محرك CSI ذو الحلقة المغلقة مع الكبح المتجدد ، عاكس المصدر الحالي مع R-load والتطبيقات والمزايا والعيوب. هنا ، هو سؤال لك ما هو مبدأ عمل العاكس المصدر الحالي؟