- 3 fāžu invertora darbība
- A) Trīsfāzu invertors - 180 grādu vadīšanas režīms
- A) Trīsfāzu invertors - 120 grādu vadīšanas režīms
Mēs visi zinām par invertoru - tā ir ierīce, kas pārveido līdzstrāvu par maiņstrāvu. Un mēs iepriekš uzzinājām par dažāda veida invertoriem un uzbūvējām vienfāzes 12v līdz 220v invertoru. 3 fāžu pārveidotājs pārveido līdzstrāvas spriegumu 3 fāžu maiņstrāvas padevē. Šeit šajā apmācībā mēs uzzināsim par trīsfāzu pārveidotāju un tā darbību, bet pirms došanās tālāk apskatīsim trīsfāžu līnijas sprieguma viļņu formas. Iepriekš minētajā ķēdē trīsfāzu līnija ir savienota ar pretestības slodzi, un slodze piesaista enerģiju no līnijas. Ja mēs uzzīmēsim sprieguma viļņu formas katrai fāzei, mums būs grafiks, kā parādīts attēlā. Diagrammā mēs varam redzēt, kā trīs sprieguma viļņu formas ir ārpus fāzes viena ar otru par 120 °.
Šajā rakstā mēs apspriedīsim 3 fāžu invertora shēmu, ko izmanto kā līdzstrāvas līdz 3 fāžu maiņstrāvas pārveidotāju. Atcerieties, ka pat mūsdienās pilnīgi sinusoidālas viļņu formas sasniegšana dažādām slodzēm ir ārkārtīgi sarežģīta un nav praktiska. Tātad šeit mēs apspriedīsim ideālas trīsfāzu pārveidotāja ķēdes darbību, atstājot novārtā visus jautājumus, kas saistīti ar praktisko trīsfāzu invertoru.
3 fāžu invertora darbība
Tagad aplūkosim trīsfāzu invertora shēmu un tās ideālo vienkāršoto formu.
Zemāk ir trīsfāzu invertora shēma, kas izstrādāta, izmantojot tiristorus un diode (sprieguma smailes aizsardzībai)
Un zemāk ir trīsfāžu invertora shēma, kas izstrādāta, izmantojot tikai slēdžus. Kā redzat, šī sešu mehānisko slēdžu iestatīšana ir noderīgāka, lai izprastu trīsfāzu invertora darbību, nevis apgrūtinošo tiristoru ķēdi.
Tas, ko mēs šeit darīsim, ir atvērts un simetriski aizver šos sešus slēdžus, lai iegūtu trīsfāžu sprieguma izeju pretestības slodzei. Ir divi iespējamie slēdžu iedarbināšanas veidi, lai sasniegtu vēlamo rezultātu, no kuriem viens pārslēdz vadību uz 180º un cits - tikai uz 120º. Apspriedīsim katru modeli zemāk:
A) Trīsfāzu invertors - 180 grādu vadīšanas režīms
Ideālā shēma tiek uzzīmēta, pirms to var sadalīt trīs segmentos, proti, pirmajā segmentā, otrajā segmentā un trešajā segmentā, un mēs šos apzīmējumus izmantosim raksta nākamajā sadaļā. Pirmais segments sastāv no slēdžu pāra S1 un S2, otrais segments sastāv no komutācijas pāra S3 un S4 un trešais segments sastāv no komutācijas pāra S5 un S6. Jebkurā brīdī abus slēdžus tajā pašā segmentā nekad nedrīkst aizvērt, jo tas noved pie tā, ka akumulatora īssavienojumi neizdodas visā iestatījumā, tāpēc no šī scenārija vienmēr jāizvairās.
Tagad sāksim pārslēgšanas secību, aizverot slēdzi S1 ideālās ķēdes pirmajā segmentā, un sauksim sākumu kā 0º. Tā kā izvēlētais vadīšanas laiks ir 180º, slēdzis S1 tiks aizvērts no 0º līdz 180º.
Bet pēc pirmās fāzes 120º otrajā fāzē būs arī pozitīvs cikls, kā redzams trīsfāžu sprieguma diagrammā, tāpēc slēdzis S3 tiks aizvērts pēc S1. Arī šis S3 tiks turēts slēgts vēl 180º. Tātad S3 būs slēgts no 120º līdz 300º, un tas būs atvērts tikai pēc 300º.
Līdzīgi arī trešajai fāzei ir pozitīvs cikls pēc 120 ° otrās fāzes pozitīvā cikla, kā parādīts grafikā raksta sākumā. Tātad slēdzis S5 tiks aizvērts pēc 120º S3 aizvēršanās, ti, 240º. Kad slēdzis ir aizvērts, pirms atvēršanas tas tiks turēts slēgts 180 °, līdz ar to S5 tiks slēgts no 240 ° līdz 60 ° (otrais cikls).
Līdz šim viss, ko mēs darījām, bija pieņemt, ka vadīšana tiek veikta, kad augšējā slāņa slēdži ir aizvērti, bet strāvas plūsmai no ķēdes jābūt pabeigtai. Atcerieties arī, ka abiem slēdžiem vienā un tajā pašā segmentā nekad nevajadzētu atrasties slēgtā stāvoklī vienlaikus, tāpēc, ja viens slēdzis ir aizvērts, tad citam jābūt atvērtam.
Lai izpildītu iepriekš minētos abus nosacījumus, mēs aizvērsim S2, S4 un S6 iepriekš noteiktā secībā. Tātad tikai pēc tam, kad S1 tiks atvērts, mums S2 būs jāaizver. Līdzīgi S4 tiks aizvērts pēc tam, kad S3 tiks atvērts pie 300º, un tādā pašā veidā S6 tiks aizvērts pēc tam, kad S5 būs pabeidzis vadīšanas ciklu. Šis pārslēgšanās cikls starp viena un tā paša segmenta slēdžiem ir redzams zemāk. Šeit S2 seko S1, S4 seko S3 un S6 seko S5.
Ievērojot šo simetrisko pārslēgšanos, mēs varam sasniegt vēlamo trīsfāžu spriegumu, kas attēlots diagrammā. Ja iepriekšējā tabulā aizpildīsim sākuma pārslēgšanās secību, mums būs pilnīgs pārslēgšanās modelis 180º vadīšanas režīmam, kā parādīts zemāk.
No iepriekš minētās tabulas mēs varam saprast, ka:
No 0-60: S1, S4 un S5 ir aizvērti un pārējie trīs slēdži tiek atvērti.
No 60-120: S1, S4 un S6 ir aizvērti un tiek atvērti trīs pārējie slēdži.
No 120-180: S1, S3 un S6 ir aizvērti un tiek atvērti pārējie trīs slēdži.
Un pārslēgšanās secība turpinās tāpat. Tagad uzzīmēsim vienkāršoto ķēdi katram solim, lai labāk izprastu strāvas plūsmas un sprieguma parametrus.
1. solis: (0–60) S1, S4 un S5 ir aizvērti, kamēr pārējie trīs slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršotā shēma var būt tāda, kā parādīts zemāk.
Tātad no 0 līdz 60: Vao = Vco = Vs / 3; Vbo = -2Vs / 3
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - V bo = Vs Vbc = Vbo - Vco = -Vs Vca = Vco - Vao = 0
2. solis: (60 līdz 120) S1, S4 un S6 ir aizvērti, kamēr pārējie trīs slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršotā shēma var būt tāda, kā parādīts zemāk.
Tātad 60 līdz 120: Vbo = Vco = -Vs / 3; Vao = 2Vs / 3
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - Vbo = Vs Vbc = Vbo - Vco = 0 Vca = Vco - Vao = -Vs
3. solis: (120 līdz 180) S1, S3 un S6 ir aizvērti, kamēr pārējie trīs slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršoto shēmu var uzzīmēt šādi.
Tātad 120 līdz 180: Vao = Vbo = Vs / 3; Vco = -2Vs / 3
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - V bo = 0 Vbc = Vbo - Vco = Vs Vca = Vco - Vao = -Vs
Līdzīgi mēs varam atvasināt fāzes spriegumu un līnijas spriegumu nākamajiem soļiem secībā. Un to var parādīt kā zemāk norādīto attēlu:
A) Trīsfāzu invertors - 120 grādu vadīšanas režīms
Režīms 120º visos aspektos ir līdzīgs 180º, izņemot to, ka katra slēdža aizvēršanās laiks tiek samazināts līdz 120, kas iepriekš bija 180.
Kā parasti, sāksim mainīt secību, aizverot slēdzi S1 pirmajā segmentā, un būsim sākuma skaitlis līdz 0º. Tā kā izvēlētais vadīšanas laiks ir 120º, slēdzis S1 tiks atvērts pēc 120º, tāpēc S1 tika aizvērts no 0º līdz 120º.
Tā kā sinusoidālā signāla puse cikls iet no 0 līdz 180 °, atlikušajā laikā S1 būs atvērts un to apzīmē ar pelēko zonu augšpusē.
Tagad pēc pirmās fāzes 120º otrajā posmā būs arī pozitīvs cikls, kā minēts iepriekš, tāpēc slēdzis S3 tiks aizvērts pēc S1. Šis S3 tiks turēts slēgts arī vēl 120 °. Tātad S3 būs slēgts no 120º līdz 240º.
Līdzīgi arī trešajai fāzei ir pozitīvs cikls pēc otrās fāzes pozitīvā cikla 120 °, tāpēc slēdzis S5 tiks aizvērts pēc 120 ° S3 aizvēršanas. Kad slēdzis ir aizvērts, pirms atvēršanas tas tiks turēts aizvērts nākamo 120º un līdz ar to slēdzis S5 tiks aizvērts no 240º līdz 360º
Šis simetriskās pārslēgšanās cikls tiks turpināts, lai sasniegtu vēlamo trīsfāžu spriegumu. Ja iepriekšējā tabulā aizpildīsim pārslēgšanas secību sākumā un beigās, mums būs pilnīgs pārslēgšanās modelis 120 ° vadīšanas režīmam, kā parādīts zemāk.
No iepriekš minētās tabulas mēs varam saprast, ka:
No 0-60: S1 un S4 ir aizvērti, kamēr tiek atvērti pārējie slēdži.
No 60-120: S1 un S6 ir aizvērti, bet pārējie slēdži ir atvērti.
No 120-180: S3 un S6 ir aizvērti, kamēr tiek atvērti pārējie slēdži.
No 180 līdz 240: S2 un S3 ir aizvērti, kamēr tiek atvērti pārējie slēdži
No 240-300: S2 un S5 ir aizvērti, kamēr tiek atvērti pārējie slēdži
No 300-360: S4 un S5 ir aizvērti, kamēr tiek atvērti pārējie slēdži
Un šī darbību secība turpinās tāpat. Tagad uzzīmēsim vienkāršoto ķēdi katram solim, lai labāk izprastu strāvas plūsmas un sprieguma parametrus 3 fāžu invertora ķēdē.
1. solis: (0–60) S1, S4 ir aizvērti, kamēr pārējie četri slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršoto shēmu var parādīt, kā parādīts zemāk.
Tātad no 0 līdz 60: Vao = Vs / 2, Vco = 0; Vbo = -Vs / 2
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - V bo = Vs Vbc = Vbo - Vco = -Vs / 2 Vca = Vco - Vao = -Vs / 2
2. solis: (60 līdz 120) S1 un S6 ir aizvērti, kamēr pārējie slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršoto shēmu var parādīt, kā parādīts zemāk.
Tātad 60 līdz 120: Vbo = 0, Vco = -Vs / 2 & Vao = Vs / 2
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - Vbo = Vs / 2 Vbc = Vbo - Vco = Vs / 2 Vca = Vco - Vao = -Vs
3. solis: (120 līdz 180) S3 un S6 ir aizvērti, kamēr pārējie slēdži ir atvērti. Šādā gadījumā vienkāršoto shēmu var parādīt, kā parādīts zemāk.
Tātad 120 līdz 180: Vao = 0, Vbo = Vs / 2 & Vco = -Vs / 2
Izmantojot tos, mēs varam iegūt līnijas spriegumu kā:
Vab = Vao - V bo = -Vs / 2 Vbc = Vbo - Vco = Vs Vca = Vco - Vao = -Vs / 2
Līdzīgi mēs varam atvasināt fāzes spriegumu un līnijas spriegumu nākamajiem nākamajiem soļiem. Un, ja mēs izveidosim diagrammu visām darbībām, mēs iegūsim kaut ko līdzīgu zemāk.
Gan 180, gan 120º komutācijas gadījumu izejas grafikos var redzēt, ka mēs esam sasnieguši mainīgu trīsfāžu spriegumu pie trim izejas spailēm. Lai gan izejas viļņu forma nav tīra sinusa viļņa forma, tā tomēr atgādināja trīsfāžu sprieguma viļņu formu. Šī ir vienkārša ideāla shēma un aptuvena viļņu forma, lai izprastu trīsfāzu invertora darbību. Izmantojot šo teoriju, varat izstrādāt darba modeli, izmantojot tiristorus, komutācijas, vadības un aizsardzības shēmas.