Jakie są cechy trójfazowego prostowania mocy o zmiennej częstotliwości?
Zasilacze o zmiennej częstotliwości są specjalnie projektowane i produkowane dla urządzeń importowanych i eksportowanych i odpowiadają europejskim i amerykańskim systemom zasilania. Mogą być używane jako źródło zasilania dla importowanych urządzeń elektrycznych i linii produkcyjnych 60 Hz, a także mogą być używane jako test dla linii produkcyjnych eksportowanych produktów elektrycznych.
Jakie są cechy trójfazowego prostowania mocy o zmiennej częstotliwości?
Wejście trójfazowego systemu zasilania to trójfazowa trójprzewodowa sieć AC 380V/50Hz, a wyjście to trójfazowy czteroprzewodowy 0-500V, 60Hz AC, który można podzielić na dwa części: główny obwód konwersji mocy i obwód sterujący. W celu poprawy możliwości dostosowania wyjścia trójfazowego do obciążenia niesymetrycznego, obwód główny i obwód sterujący zasilania trójfazowego zaprojektowano zgodnie z trzema zestawami niezależnych zasilaczy jednofazowych. Obwód główny przyjmuje strukturę AC-DC, w tym prostownik, filtr DC, falownik, filtr AC i transformator. Wśród nich część AC-DC to prostownik mostkowy, który jest powoli uruchamiany przez stycznik AC i kondensator elektrolityczny i jest filtrowany w celu uzyskania stabilnego prądu. Rektyfikacja ma następujące cechy:
1. Gdy prostownik jest częściowo uruchomiony, stycznik prądu przemiennego służy do zapewnienia „miękkiego” rozruchu i zmniejszenia wpływu na sieć.
Część falownika DC-AC przyjmuje jednofazową strukturę pełnego mostka. Systemy trójfazowe mają trzy zestawy identycznych falowników jednofazowych, które współdzielą szynę DC, która stanowi rdzeń zasilacza. Falowniki wykorzystują tranzystory IGBT jako elementy przełączające. Wykorzystując wyższą częstotliwość przełączania IGBT, falownik jest sterowany przez sinusoidalną modulację szerokości impulsu (SPWM), a stabilny prąd stały jest przetwarzany na wyjście prądu przemiennego o modulowanej szerokości impulsu. Podstawowa częstotliwość prądu przemiennego to pożądana moc wyjściowa. Wyjściowa fala modulacji szerokości impulsu z falownika jest filtrowana przez obwód filtra wyjściowego LC, a prąd sinusoidalny AC jest wyprowadzany. Wyjścia trzech jednofazowych obwodów falownika różnią się od siebie o 120 stopni elektrycznych. Są one elektrycznie niezależne od siebie po stronie pierwotnej transformatora i połączone w gwiazdę po stronie wtórnej transformatora w celu wyprowadzenia wymaganej trójfazowej mocy prądu przemiennego.
Aby poprawić kompatybilność elektromagnetyczną, podłącz filtry przeciwzakłóceniowe do wejścia i wyjścia zasilacza.
Obwód sterujący składa się z inteligentnego centralnego monitorowania, jednofazowego sterowania napięciem i kształtem fali, sterowania falownikiem IGBT, wykrywania wyjścia, wykrywania i ochrony błędów, interfejsu wyświetlacza operacyjnego, zasilania sterującego i innych części w celu zakończenia kontroli częstotliwości wyjściowej, napięcia i przebieg. Sterowanie systemem zasilania, diagnostyka i ochrona usterek systemu, działanie i stan oraz inne funkcje. Wśród nich kontrola napięcia i kształtu fali wyjścia jednofazowego wykorzystuje trzy niezależne regulatory jednofazowe, więc każda faza zasilania trójfazowego może być niezależnie używana jako zasilanie jednofazowe i ma zastosowanie do dowolnego pojedynczego - zasilanie fazowe. Obciążenie końcowe. Poprawia to adaptowalność obciążenia zasilacza.
2. Prąd napędu IGBT i obwód zabezpieczający
Obwody sterujące i zabezpieczające tranzystorów IGBT są przeznaczone do jednofazowych mostków inwerterowych. Układ sterowania i zabezpieczeń składa się z płytki drukowanej wyposażonej w mostek inwertera jednofazowego oraz chłodnicę tworzącą moduł inwertera jednofazowego. Rdzeniem obwodu sterującego jest zintegrowany moduł sterujący M57962 japońskiej firmy Mitsubishi Corporation. M57962 to dedykowany obwód sterujący dla modułów IGBT, który może sterować komponentami do 400A/1200V. Obwód ma wewnątrz szybką izolację transoptora, odpowiednią do operacji przełączania wysokiej częstotliwości około 20 kHz i ma wewnętrzną funkcję zabezpieczenia nadprądowego. Obwód sterujący wykorzystuje podwójne zasilanie plus 15 V / -10 V, aby poprawić zdolność tłumienia zakłóceń.
Przedni stopień obwodu napędowego to obwód przetwarzania sygnału PWM. Po ukształtowaniu i odwróceniu jednokanałowego sygnału PWM wysyłanego przez obwód sterujący przez komparator napięcia, dwa wzajemnie różne sygnały 180 stopni są używane jako sygnały sterujące dla górnego i dolnego ramienia mostka. Sygnał przechodzi przez obwód martwej strefy, a jego narastające zbocze jest opóźniane o 3-4μs, aby zapewnić, że martwe strefy górnego ramienia mostka i dolnego ramienia mostka są nie mniejsze niż 3μs, a następnie są wysyłane do obwód sterujący.
To zabezpieczenie nadprądowe zasilacza wykorzystuje podwójny schemat zabezpieczenia nadprądowego, który łączy ochronę online ze scentralizowaną ochroną lamp i mostków. Zabezpieczenie online z rurką uzupełnia wewnętrzny obwód ochronny M57962. Centralny obwód ochronny wykorzystuje czujnik prądu HL o bardzo szybkiej reakcji do wykrywania prądu obwodu pośredniego. Jeśli obwód przekroczy ustawiony próg, obwód zabezpieczający blokuje sygnały sterujące wszystkich tranzystorów IGBT mostka zwrotnego. Ochronniki przeciwprzepięciowe wykorzystują szynę DC równolegle z kondensatorem nieindukcyjnym do pochłaniania skoków napięcia podczas przełączania. W przypadku skoku napięcia generowanego przez duży prąd podczas procesu zabezpieczenia nadprądowego, skrócenie linii prądu stałego w celu zmniejszenia rozproszonej indukcyjności, odpowiednie zmniejszenie progu ochrony i zwiększenie zdolności absorpcji może rozwiązać ten problem. Dodatkowo płyta sterownicza wyposażona jest w dwa zabezpieczenia zapobiegające przegrzaniu zasilacza oraz zabezpieczenie podnapięciowe obwodu pośredniego.
3. Obwód sterujący
Zasilanie jest trójfazowe i jest niezależne od sterowania wyjściami i centralnego systemu monitoringu. Składa się z trzech zestawów jednofazowych obwodów sterujących oraz zestawu centralnych obwodów kontrolnych. Jednofazowy obwód sterujący uzupełnia kontrolę częstotliwości, napięcia i kształtu fali. Centralny obwód monitorujący uzupełnia ustawienie napięcia wyjściowego i częstotliwości, każdą jednostkę funkcjonalną systemu zasilania, panel sterowania i sterowanie logiką we/wy, wykrywanie błędów i wyświetlanie. Napięcie jest ustawiane jako wielkość analogowa, a częstotliwość jako dziesiątki adresu sygnału strobującego. Sygnały nastawcze, sygnały logiki sterującej i zabezpieczającej oraz zasilanie sterujące tworzą szynę sygnałową systemu. Trzy zestawy jednofazowych obwodów sterujących, scentralizowany obwód monitorujący i obwód zasilania są zintegrowane w jednym.
1) Trójfazowy obwód sterujący
Sterowanie kształtem fali ma na celu jednofazowe napięcie wyjściowe i wykorzystuje schemat sterowania z dwiema pętlami z wewnętrzną pętlą prądową. W układzie przebiegu napięcia złożonym z dwóch pętli sterowania, pętla prądowa jest pętlą wewnętrzną, kontrolowanym obiektem tej pętli jest prąd Ic kondensatora filtrującego, pętla sterowania przebiegiem napięcia znajduje się poza pętlą prądową i ta pętla wpływa na chwilowa wartość napięcia wyjściowego. Sterowanie odbywa się tak, że napięcie wyjściowe i prąd kondensatora filtrującego są wykrywane i kształtowane przez obwód detekcji, a następnie przesyłane bezpośrednio do pętli przebiegu w porównaniu ze standardową falą sinusoidalną i pętlą przebiegu, a impuls sterujący PWM jest generowany po regulacja podwójnej pętli.
Standardowa generacja fali sinusoidalnej wykorzystuje typową metodę tablicy przeglądowej do adresowania i przeglądania tablicy. Dane standardowej fali sinusoidalnej są przechowywane w pamięci EPROM, a pamięć EPROM jest sterowana zgodnie z sekwencją częstotliwości wyjściowej, a sinusoidalne wyjście cyfrowe pamięci EPROM jest przetwarzane na sygnał analogowy przez przetwornik cyfrowo-analogowy. . Wielkość analogowa ma biegunowość dodatnią i jest przesuwana symetrycznie w dół przez obwód wzmacniacza operacyjnego. Po zablokowaniu kondensatora wyprowadzany jest standardowy sygnał sinusoidalny.
Kontrola napięcia jest wykonywana przez konfigurację Billy'ego z kontrolą w pętli zamkniętej. Sygnał napięcia wyjściowego AC wysyłany przez obwód detekcji staje się regulowaną zmienną sprzężenia zwrotnego DC po regulacji amplitudy, wymianie wartości bezwzględnej i aktywnym obwodzie filtra. W porównaniu z sygnałem sprzężenia zwrotnego odchylenie jest wysyłane do regulatora proporcjonalnego, a po wzmocnieniu przez regulator jest przesyłane do standardowej amplitudy fali sinusoidalnej, dzięki czemu średnia wartość napięcia wyjściowego pozostaje stała, a wyjście jest stabilne.
Sterowanie częstotliwością to sterowanie za pomocą standardowego ustawienia fali sinusoidalnej. Pojemność pamięci jednego cyklu standardowych danych sinusoidalnych wynosi 1024 bajty, częstotliwość standardowej fali sinusoidalnej odpowiada nominalnej częstotliwości wyjściowej przy 60 Hz, a częstotliwość sygnału strobującego adresu EPROM powinna wynosić 409,6 kHz. Oscylator kwarcowy służy do dzielenia częstotliwości w celu uzyskania sygnału, dzięki czemu częstotliwość wyjściowa jest dokładna i stabilna, a wydajność jest dobrze gwarantowana. Dedykowany obwód modulacji częstotliwości można ustawić na zakres częstotliwości 45-60 Hz. W trzech grupach jednofazowych obwodów sterujących standardowe dane sinusoidalne zapisane w pamięci EPROM różnią się od i o 120 stopni elektrycznych.
2) Centralny obwód monitorujący
Układ składa się z 16-bitowego mikrokontrolera 80C196 jako rdzenia. Wykorzystuje 8-interfejs konwersji kanału A/D w CPU do zakończenia wykrywania wielkości analogowych, wykorzystuje zewnętrzne przerwania CPU i PIO do zakończenia wykrywania błędów i logiki działania, a panel kontrolny do wskazywania sterowania. Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe wejścia i wyjścia oraz zabezpieczenie wyjścia przed przeciążeniem są zaimplementowane w oprogramowaniu.
Obwód wykrywania składa się z trzech części: wykrywania napięcia wyjściowego, wykrywania prądu wyjściowego i wykrywania prądu kondensatora filtra. Aby poprawić prędkość sterowania przepustu i zapewnić jakość zasilania, element czujnikowy połączony z przepustem wykorzystuje czujnik równowagi magnetycznej HL, a wszystkie sygnały wykrywania są elektrycznie izolowane od głównego obwodu sterującego.
