Điện tử công suất - Các loại biến tần

Biến tần đề cập đến một thiết bị điện tử công suất chuyển đổi điện ở dạng DC sang dạng AC ở tần số và đầu ra điện áp yêu cầu.

Biến tần được phân thành hai loại chính:

Voltage Source Inverter (VSI) - Bộ nghịch lưu nguồn áp có điện áp nguồn một chiều cứng là điện áp một chiều có trở kháng giới hạn hoặc bằng không tại các cực đầu vào của bộ nghịch lưu.
Current Source Inverter (CSI)- Bộ biến tần nguồn dòng được cung cấp dòng điện thay đổi từ nguồn một chiều có trở kháng cao. Các sóng hiện tại không bị ảnh hưởng bởi tải.

Biến tần một pha

Có hai loại biến tần một pha - biến tần toàn cầu và biến tần nửa cầu.

Biến tần nửa cầu

Loại biến tần này là khối cấu tạo cơ bản của bộ biến tần toàn cầu. Nó chứa hai công tắc và mỗi tụ điện của nó có điện áp đầu ra bằng $ \ frac {V_ {dc}} {2} $. Ngoài ra, các công tắc bổ sung cho nhau, nghĩa là, nếu một công tắc được BẬT, công tắc kia sẽ TẮT.

Biến tần toàn cầu

Mạch biến tần này chuyển đổi DC thành AC. Nó đạt được điều này bằng cách đóng và mở các công tắc theo đúng trình tự. Nó có bốn trạng thái hoạt động khác nhau dựa trên đó các công tắc được đóng.

Biến tần ba pha

Bộ nghịch lưu ba pha chuyển đổi đầu vào một chiều thành đầu ra xoay chiều ba pha. Ba nhánh của nó thường bị trễ một góc 120 ° để tạo ra nguồn điện xoay chiều ba pha. Mỗi công tắc biến tần có tỷ lệ 50% và chuyển mạch xảy ra sau mỗi T / 6 của thời gian T (khoảng cách góc 60 °). Công tắc S1 và S4, công tắc S2 và S5 và công tắc S3 và S6 bổ sung cho nhau.

Hình dưới đây cho thấy một mạch cho một bộ nghịch lưu ba pha. Nó không là gì ngoài ba bộ nghịch lưu một pha được đặt trên cùng một nguồn DC. Điện áp cực trong bộ nghịch lưu ba pha bằng với điện áp cực trong bộ nghịch lưu nửa cầu một pha.

Hai loại biến tần trên có hai chế độ dẫn truyền - 180° mode of conduction và 120° mode of conduction.

Chế độ dẫn 180 °

Trong chế độ dẫn này, mọi thiết bị ở trạng thái dẫn 180 ° trong đó chúng được BẬT ở các khoảng thời gian 60 °. Các đầu A, B và C là các đầu ra của cầu được kết nối với ba pha tam giác hoặc kết nối sao của tải.

Hoạt động của tải kết nối sao cân bằng được giải thích trong sơ đồ dưới đây. Trong khoảng thời gian 0 ° - 60 °, các điểm S1, S5 và S6 ở chế độ dẫn. Các cực A và C của tải được nối với nguồn tại điểm dương của nó. Đầu cuối B được nối với nguồn tại điểm âm của nó. Ngoài ra, điện trở R / 2 nằm giữa đầu trung tính và cực dương trong khi điện trở R nằm giữa đầu trung tính và cực âm.

Điện áp tải được đưa ra như sau; V _AN = V / 3, V _BN = −2V / 3, V _CN = V / 3	Các điện áp đường dây được đưa ra như sau; V _AB = V _AN - V _BN = V, V _BC = V _BN - V _CN = −V, V _CA = V _CN - V _AN = 0

Dạng sóng cho chế độ dẫn 180 °

Chế độ dẫn 120 °

Trong chế độ dẫn này, mỗi thiết bị điện tử ở trạng thái dẫn 120 °. Nó phù hợp nhất cho kết nối delta trong tải vì nó tạo ra loại dạng sóng sáu bước trên bất kỳ pha nào của nó. Do đó, tại bất kỳ thời điểm nào, chỉ có hai thiết bị được dẫn bởi vì mỗi thiết bị chỉ dẫn ở 120 °.

Đầu A trên tải được nối với đầu dương còn đầu B nối với đầu âm của nguồn. Cực C trên tải ở trạng thái gọi là trạng thái thả nổi. Hơn nữa, các điện áp pha bằng điện áp tải như hình dưới đây.

Điện áp pha = Điện áp dòng

V _AB = V

V _BC = −V / 2

V _CA = −V / 2