Bộ biến tần được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện từ dc sang ac. Bộ nghịch lưu nguồn điện áp (VSI) và nguồn hiện tại biến tần (CSI) là hai loại bộ nghịch lưu, sự khác biệt chính giữa bộ nghịch lưu nguồn áp và bộ nghịch lưu nguồn dòng là điện áp đầu ra không đổi trong VSI và dòng đầu vào không đổi trong CSI. CSI là một nguồn dòng điện không đổi cung cấp ac cho đầu vào và nó còn được gọi là bộ chuyển đổi liên kết dc trong đó dòng tải là không đổi. Bài viết này thảo luận về biến tần nguồn hiện tại.

Biến tần nguồn hiện tại là gì?

Bộ biến tần nguồn hiện tại còn được gọi là bộ nghịch lưu cấp dòng, biến đổi đầu vào dc thành ac và đầu ra của nó có thể là ba pha hoặc một pha. Theo định nghĩa về nguồn dòng, nguồn dòng lý tưởng là loại nguồn trong đó dòng điện không đổi và nó không phụ thuộc vào điện áp.

Điều khiển biến tần nguồn hiện tại

Nguồn điện áp mắc nối tiếp có độ tự cảm có giá trị lớn (L_d) và điều này đặt tên mạch là nguồn hiện tại. Sơ đồ mạch của bộ truyền động động cơ cảm ứng được cấp nguồn biến tần được hiển thị trong hình dưới đây.

Nguồn hiện tại Bộ truyền động động cơ cảm ứng Fed

Mạch bao gồm sáu điốt (D₁, D_hai, D₃, D₄, D₅, D₆), sáu tụ điện (C₁, C_hai, C₃, C₄, C₅, C₆), sáu thyristors (T₁, T_hai, T₃, T₄, T₅, T₆) được cố định với độ lệch pha là 60⁰. Đầu ra biến tần được kết nối với động cơ cảm ứng . Đối với một tốc độ nhất định, mô-men xoắn được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điện liên kết dc I_dvà dòng điện này có thể thay đổi bằng cách thay đổi V_d. Việc dẫn hai công tắc trong cùng một độ trễ không dẫn đến dòng điện tăng đột ngột do sự hiện diện của một giá trị lớn của điện cảm L_d.

Các cấu hình của ổ đĩa động cơ cuộn cảm cấp nguồn biến tần hiện tại tùy thuộc vào nguồn được hiển thị trong hình dưới đây.

Bộ truyền động cơ cảm ứng CSI

Khi nguồn có sẵn trong nguồn một chiều, bộ cắt được sử dụng để thay đổi dòng điện. Khi nguồn có sẵn trong nguồn xoay chiều thì bộ chỉnh lưu có điều khiển hoàn toàn được sử dụng để thay đổi dòng điện đầu ra.

Ổ đĩa CSI có kiểm soát trượt vòng kín với tiếng sủa tái sinh

Tốc độ tham chiếu của lỗi động cơ (∆ω_m) được cấp cho bộ điều khiển tốc độ thường là bộ điều khiển VI và đầu ra của bộ điều khiển VI là tốc độ trượt được cấp cho bộ điều chỉnh trượt được yêu cầu để điều chỉnh tốc độ. Tốc độ trượt được đưa cho điều khiển từ thông và đầu ra của điều này là dòng tham chiếu I_d^*điều đó phải được kiểm soát. Tốc độ trượt (ω_{bệnh đa xơ cứng}) và tốc độ thực tế (ω_m) được thêm vào và sẽ nhận được tốc độ đồng bộ, từ tốc độ đồng bộ ta có thể xác định được tần số.

Lệnh tần số được đưa cho CSI vì biến tần có khả năng điều khiển tần số rất nhiều. Chúng ta có thể kiểm soát đầu ra của CSI bằng cách thay đổi dòng điện đầu vào. Dòng điện tham chiếu (tôi_d^*) và dòng điện thực tế (tôi_d) được thêm vào và sẽ nhận được sai số của dòng điện (∆ I_d). Sai số của dòng điện được cấp cho bộ điều khiển dòng điện điều khiển dòng điện liên kết một chiều và dựa trên dòng điện liên kết một chiều, chúng ta có thể điều khiển α và α này sẽ quyết định điện áp dựa trên đó bạn có thể xác định, đó là dòng bao nhiêu sẽ thay đổi. Đây là ổ CSI điều khiển trượt vòng kín với phanh phục hồi. Đây là hoạt động của một ổ đĩa CSI điều khiển trượt vòng kín với phanh phục hồi và sơ đồ mạch của nó được thể hiện trong hình bên dưới.

Ổ đĩa CSI có kiểm soát trượt vòng kín với phanh tái tạo

Ưu điểm chính của truyền động được cấp nguồn CSI là, nó đáng tin cậy hơn so với biến tần được cấp nguồn điện áp và nhược điểm là, nó có dải tốc độ thấp hơn, phản ứng động chậm hơn, biến tần hoạt động luôn trong vòng kín và nó không phù hợp với đa -motor drive.

Biến tần nguồn hiện tại với R-Load

Sơ đồ mạch của bộ nghịch lưu nguồn dòng với tải R được thể hiện trong hình dưới đây.

Biến tần nguồn hiện tại với R-Load

Mạch bao gồm bốn công tắc thyristor (T₁, T_hai, T₃, T₄), TÔI_Slà dòng điện nguồn đầu vào không đổi và bạn có thể thấy rằng không có bất kỳ diode chống song song nào được kết nối. Dòng điện không đổi được cung cấp bằng cách mắc nối tiếp các nguồn điện áp có độ tự cảm lớn. Chúng ta biết rằng thuộc tính của điện cảm, nó sẽ không cho phép dòng điện thay đổi đột ngột, vì vậy khi chúng ta kết nối nguồn điện áp với độ tự cảm lớn thì chắc chắn dòng điện tạo ra qua nó sẽ không đổi. Hệ số tiêu tán cơ bản của bộ nghịch lưu nguồn dòng với tải điện trở bằng một.

Các thông số của biến tần nguồn dòng với tải R

Nếu chúng ta kích hoạt T₁và T_haitừ 0 đến T / 2 thì dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra được biểu thị bằng

Tôi₀= Tôi_S> 0

V₀= Tôi₀R

Nếu chúng ta kích hoạt T₃và T₄từ T / 2 đến T thì dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra được biểu thị bằng

Tôi₀= -Tôi_S> 0

V₀= Tôi₀R<0

Dạng sóng đầu ra của biến tần nguồn hiện tại với tải R được thể hiện trong hình dưới đây

Dạng sóng đầu ra của Biến tần nguồn hiện tại với R-Load

Trong trường hợp tải điện trở, cần phải chuyển mạch cưỡng bức. Từ 0 đến T / 2, T₁và T_haiđang tiến hành và từ T / 2 đến T, T₃& T₄đang tiến hành. Vì vậy, góc dẫn của mỗi công tắc sẽ bằng ᴨ và thời gian dẫn của mỗi công tắc sẽ bằng T / 2.

Điện áp đầu vào của tải điện trở được biểu thị bằng

“nửa sóng so với bộ chỉnh lưu toàn sóng ”

V_trong= V₀(từ 0 đến T / 2)

V_trong= -V₀(từ T / 2 đến T)

Dòng điện đầu ra RMS và điện áp đầu ra RMS của tải điện trở CSI được biểu thị bằng

Tôi_{0 (RMS)}= Tôi_S

V_{0 (RMS)}= Tôi_{0 (RMS)}R

Dòng điện thyristor trung bình và RMS của CSI với tải điện trở là

Tôi_{T (trung bình)}= Tôi_S/hai

Tôi_{T (RMS)}= Tôi_S/ √2

Chuỗi Fourier của dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra của CSI với tải điện trở là

Thành phần cơ bản của dòng điện đầu ra RMS là

Tôi_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * Tôi_S

Hệ số méo của biến tần nguồn dòng với tải R là

g = 2√2 / ᴨ

Tổng độ méo hài được biểu thị bằng

THD = 48,43%

Thành phần cơ bản của dòng điện thyristor trung bình và RMS là

Tôi_{T01 (trung bình)}= Tôi_{01 (tối đa)}/ ᴨ

Tôi_{T01 (RMS)}= Tôi_{01 (tối đa)}/ hai

Công suất cơ bản trên tải được biểu thị bằng

V_{01 (RMS)}*TÔI_{01 (RMS)}* cosϕ₁

Tổng công suất trên tải được biểu thị bằng

Tôi_{0 (RMS)}^haiR = V_{0 (RMS)}^hai/ R

Điện áp đầu vào V_trongluôn dương vì công suất luôn truyền từ nguồn đến tải.

Biến tần nguồn hiện tại với tải điện dung hoặc tải C

Sơ đồ mạch của tải điện dung biến tần nguồn hiện tại được hiển thị trong hình dưới đây

Biến tần nguồn hiện tại với tải C

Trong dạng sóng từ o đến T / 2, T₁và T_haiđược kích hoạt và dòng điện đầu ra là I₀= Tôi_S. Tương tự từ T / 2 đến T,T₃và T₄được kích hoạt và dòng điện đầu ra là I₀= -Tôi_S.Vì thếtải dạng sóng hiện tại không phụ thuộc vào tải.Dạng sóng đầu ra của biến tần CSI với C-Load được thể hiện trong hình dưới đây.

Dạng sóng đầu ra của Biến tần nguồn dòng với tải C

Sự tích hợp của dạng sóng dòng điện đầu ra sẽ cho ra điện áp đầu ra. Nếu dòng điện đầu ra là xoay chiều thì chắc chắn điện áp đầu ra là xoay chiều. Trong sơ đồ mạch điện lấy tải thuần điện dung nên dòng điện dẫn hiệu điện thế bằng 90⁰

Tôi₀= Tôi_C= C dV₀/dt

V₀(t) = 1 / C ∫ I_C(t) dt = 1 / C ∫ I₀dt

Điện áp đầu vào của tải C là

V _trong = V ₀ (từ 0 đến T / 2)

V_trong= -V₀(từ T / 2 đến T)

Điện áp đầu ra là dương khiT₁và T_haiđang tiến hành từ 0 đếnπ và khi nàoT₃và T₄dẫn từ π đến 3π / 2 thì theo mặc địnhT₁và T_haiđang đi vào phân cực ngược do tải điện áp dương, điều đó có nghĩa là trong trường hợp này có thể xảy ra hoán vị tự nhiên hoặc chuyển đổi tải, có nghĩa là chúng ta không cần đặt mạch ngoài hoặc mạch chuyển mạch bên ngoài để tắt thyristor T₁và T_hai.Chúng ta cần tìm thời gian quay vòng của mạch khi có thể xảy ra hoán vị tự nhiên. Thời gian quay vòng của mạch được biểu thị bằng

ω₀t_c= ᴨ / 2

t_c= ᴨ / 2 ω₀

Các thông số của biến tần nguồn dòng với tải C

Dòng điện thyristor trung bình và RMS được biểu thị bằng

Tôi_{T (trung bình)}= Tôi_S/hai

Tôi_{T (RMS)}= Tôi_S/ √2

Chuỗi Fourier của dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra của tải điện dung là

“công cụ chuyển đổi buck hoạt động như thế nào ”

Hệ số tiêu tán cơ bản của CSI với tải C bằng không.

Thành phần cơ bản của công suất đầu ra được biểu thị bằng

P₀₁= V_{01 (RMS)}Tôi_{01 (RMS)}Cos ϕ₁= 0

Thành phần cơ bản của dòng điện thyristor trung bình và RMS là

Tôi_{T01 (trung bình)}= Tôi_{01 (tối đa)}/ ᴨ và tôi_{T01 (RMS)}= Tôi_{01 (tối đa)}/ hai

Điện áp đầu ra tối đa là

V_{0 (tối đa)}= Tôi_ST / 4C

Giá trị RMS của điện áp đầu vào là

V_{trong (RMS)}= V_{o (tối đa)}/ √3

Đây là các thông số của biến tần nguồn dòng với tải điện dung.

Các ứng dụng

Các ứng dụng của biến tần nguồn hiện tại là

Bộ lưu điện
Máy phát plasma LT
Động cơ AC
Chuyển đổi thiết bị
Động cơ cảm ứng cho máy bơm và quạt

Ưu điểm

Ưu điểm của biến tần nguồn hiện tại là

Diode phản hồi là không cần thiết
Giao hoán rất đơn giản

Nhược điểm

Nhược điểm của biến tần nguồn hiện tại là

Nó cần một giai đoạn chuyển đổi bổ sung
Ở mức tải nhẹ, nó có vấn đề về độ ổn định và hiệu suất chậm chạp

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về biến tần nguồn hiện tại , điều khiển biến tần nguồn dòng, biến tần CSI điều khiển trượt vòng kín với phanh phục hồi, Biến tần nguồn dòng với tải R, các ứng dụng, ưu điểm, nhược điểm được thảo luận. Đây, một câu hỏi đặt ra cho bạn là nguyên lý làm việc của biến tần nguồn dòng là gì?