Aké sú vlastnosti trojfázového usmerňovania výkonu s premenlivou frekvenciou?
Zdroje s premenlivou frekvenciou sú špeciálne navrhnuté a vyrobené pre importné a exportné zariadenia a zodpovedajú európskym a americkým systémom napájania. Môžu byť použité ako zdroj energie pre importované 60Hz elektrické spotrebiče a výrobné linky a môžu byť tiež použité ako test pre výrobné linky exportovaných elektrických výrobkov.
Aké sú vlastnosti trojfázového usmerňovania výkonu s premenlivou frekvenciou?
Vstupom trojfázového napájacieho systému je trojfázová trojvodičová sieť 380V/50Hz AC a výstupom je trojfázová štvorvodičová 0-500V, 60Hz AC, ktorú možno rozdeliť na dve časti: hlavný obvod premeny energie a riadiaci obvod. Aby sa zlepšila adaptabilita trojfázového výstupu na nesymetrickú záťaž, hlavný obvod a riadiaci obvod trojfázového zdroja sú navrhnuté podľa troch sád nezávislých jednofázových zdrojov. Hlavný obvod využíva štruktúru AC-DC, vrátane usmerňovača, DC filtra, meniča, AC filtra a transformátora. Medzi nimi je časť AC-DC mostíkový usmerňovač, ktorý sa pomaly spúšťa striedavým stykačom a elektrolytickým kondenzátorom a filtruje sa, aby sa získal stabilný prúd. Rektifikácia má nasledujúce vlastnosti:
1. Keď je usmerňovač čiastočne spustený, na zabezpečenie "mäkkého" štartu a zníženie dopadu na sieť sa používa striedavý stykač.
DC-AC invertorová časť využíva jednofázovú štruktúru plného mostíka. Trojfázové systémy majú tri sady identických jednofázových meničov, ktoré zdieľajú jednosmernú zbernicu, ktorá tvorí jadro napájacieho zdroja. Invertory používajú IGBT ako spínacie prvky. Použitím vyššej spínacej frekvencie IGBT je menič riadený sínusovou moduláciou šírky impulzov (SPWM) a stabilný jednosmerný prúd sa premieňa na výstup striedavého prúdu s moduláciou šírky impulzov. Základnou frekvenciou striedavého prúdu je požadovaný výstupný výkon. Výstup vlny modulácie šírky impulzu z meniča je filtrovaný obvodom výstupného filtra LC a na výstupe je sínusový prúd striedavého prúdu. Výstupy troch jednofázových invertorových obvodov sa navzájom líšia o 120 elektrických stupňov. Na primárnej strane transformátora sú navzájom elektricky nezávislé a na sekundárnej strane transformátora sú zapojené do hviezdy, aby poskytovali požadovaný trojfázový striedavý výkon.
Pre zlepšenie elektromagnetickej kompatibility pripojte šumové filtre na vstup a výstup napájacieho zdroja.
Riadiaci obvod sa skladá z inteligentného centrálneho monitorovania, jednofázového riadenia napätia a priebehu, riadenia IGBT meniča, detekcie výstupu, detekcie a ochrany porúch, rozhrania displeja prevádzky, riadiaceho napájacieho zdroja a ďalších častí na dokončenie riadenia výstupnej frekvencie, napätia a priebeh. Riadenie napájacieho systému, diagnostika a ochrana systémových porúch, prevádzka a stav a ďalšie funkcie. Medzi nimi riadenie napätia a tvaru vlny jednofázového výstupu využíva tri nezávislé jednofázové ovládače, takže každá fáza trojfázového napájacieho zdroja môže byť nezávisle použitá ako jednofázový napájací zdroj a je použiteľná pre akýkoľvek jeden -fázové napájanie. Koniec zaťaženia. To zlepšuje adaptabilitu záťaže napájacej jednotky.
2. IGBT prúdový a ochranný obvod
Riadiace a ochranné obvody IGBT sú určené pre jednofázové invertorové mostíky. Riadiaci a ochranný obvod pozostáva z dosky plošných spojov vybavenej jednofázovým invertorovým mostíkom a chladičom tvoriacim modul jednofázovej invertorovej jednotky. Jadrom riadiaceho obvodu je integrovaný riadiaci modul M57962 od Mitsubishi Corporation of Japan. M57962 je vyhradený riadiaci obvod pre moduly IGBT, ktorý dokáže ovládať komponenty až do 400A/1200V. Obvod má vo vnútri rýchlu optočlenovú izoláciu, vhodnú na vysokofrekvenčné spínanie okolo 20 kHz a má vnútornú nadprúdovú ochranu. Riadiaci obvod používa plus 15 V / -10 V duálny zdroj napájania na zlepšenie schopnosti potláčania rušenia.
Predným stupňom budiaceho obvodu je obvod spracovania signálu PWM. Po tvarovaní a invertovaní jednokanálového PWM signálu vysielaného riadiacim obvodom napäťovým komparátorom sa ako riadiace signály pre horné a dolné rameno mostíka použijú dva vzájomne odlišné 180 stupňové signály. Signál prechádza obvodom mŕtvej zóny a jeho nábežná hrana je oneskorená o 3-4μs, aby sa zabezpečilo, že mŕtve zóny horného ramena mostíka a dolného ramena mostíka nie sú menšie ako 3 μs, a potom sú odoslané do riadiaci obvod.
Táto nadprúdová ochrana napájacieho zdroja využíva schému dvojitej nadprúdovej ochrany, ktorá kombinuje online ochranu s centralizovanou ochranou pre elektrónky a mostové ramená. Online ochranu s elektrónkou dopĺňa vnútorný ochranný obvod M57962. Centrálny ochranný obvod využíva na detekciu prúdu medziobvodu prúdový snímač HL s extrémne rýchlou odozvou. Ak obvod prekročí nastavenú prahovú hodnotu, ochranný obvod zablokuje riadiace signály všetkých IGBT reverzného mostíka. Prepäťové ochrany využívajú jednosmernú zbernicu paralelne s neindukčným kondenzátorom na absorbovanie napäťových špičiek pri spínaní. Pre napäťovú špičku generovanú veľkým prúdom počas procesu nadprúdovej ochrany môže tento problém vyriešiť skrátenie jednosmerného vedenia na zníženie distribuovanej indukčnosti, správne zníženie prahu ochrany a zvýšenie absorpčnej kapacity. Okrem toho je doska ovládača vybavená dvoma ochrannými zariadeniami proti prehriatiu napájacej jednotky a podpäťovou ochranou medziobvodu.
3. Riadiaci obvod
Napájanie využíva tri fázy a je nezávislé na výstupnom riadení a centrálnom monitorovacom systéme. Pozostáva z troch sád jednofázových riadiacich obvodov a súboru centrálnych monitorovacích obvodov. Jednofázový riadiaci obvod dokončuje riadenie frekvencie, napätia a priebehu. Centrálny monitorovací obvod dopĺňa nastavenie výstupného napätia a frekvencie, každej funkčnej jednotky napájacieho systému, ovládacieho panelu a riadenia I/O logiky, detekcie chýb a zobrazovania. Napätie sa nastaví ako analógová veličina a frekvencia sa nastaví ako zábleskový signál s desiatkami adresy. Nastavovacie signály, riadiace a ochranné logické signály a riadiace napájanie tvoria signálovú zbernicu systému. Tri sady jednofázových riadiacich obvodov, centralizovaného monitorovacieho obvodu a napájacieho obvodu sú integrované do jedného.
1) Trojfázový riadiaci obvod
Riadenie priebehu sa zameriava na jednofázový výstup napätia a používa schému riadenia s dvoma slučkami s vnútornou prúdovou slučkou. V systéme napäťového priebehu zloženého z dvoch regulačných slučiek je prúdová slučka vnútorná slučka, riadeným objektom tejto slučky je prúd Ic filtračného kondenzátora, napäťová krivka riadiacej slučky je mimo prúdovej slučky a táto slučka ovplyvňuje okamžitá hodnota výstupného napätia. Riadenie sa vykonáva tak, že výstupné napätie a prúd filtračného kondenzátora sú detekované a tvarované detekčným obvodom a potom odoslané priamo do slučky tvaru vlny v porovnaní so štandardnou sínusovou vlnou a slučkou tvaru vlny a riadiaci impulz PWM sa generuje po nastavenie dvojitej slučky.
Generovanie štandardnej sínusovej vlny používa typickú metódu vyhľadávania v tabuľke na adresovanie a vyhľadávanie v tabuľke. Štandardné sínusové dáta sú uložené v EPROM a EPROM je riadená podľa výstupnej frekvenčnej sekvencie a sínusový digitálny výstup EPROM je konvertovaný na analógový signál pomocou D/A prevodníka. . Analógová veličina má kladnú polaritu a je symetricky posunutá nadol obvodom operačného zosilňovača. Po zablokovaní kondenzátora je na výstupe štandardný sínusový signál.
Regulácia napätia sa vykonáva pomocou nastavenia Billy s reguláciou v uzavretej slučke. Signál výstupného striedavého napätia odoslaný detekčným obvodom sa po úprave amplitúdy, výmene absolútnej hodnoty a aktívnom filtračnom obvode stáva nastaviteľnou jednosmernou spätnoväzbovou premennou. V porovnaní so spätnoväzbovým signálom sa odchýlka posiela do proporcionálneho regulátora a po zosilnení regulátorom je odoslaná na štandardnú sínusovú amplitúdu, takže priemerná hodnota výstupného napätia zostáva konštantná a výstup je stabilný.
Ovládanie frekvencie je ovládanie cez štandardné nastavenie sínusoidy. Úložná kapacita jedného cyklu štandardných sínusových dát je 1024 bajtov, frekvencia štandardnej sínusovej vlny zodpovedá nominálnej výstupnej frekvencii pri 60 Hz a frekvencia zábleskového signálu adresy EPROM by mala byť 409,6 kHz. Kryštálový oscilátor sa používa na rozdelenie frekvencie na získanie signálu, takže výstupná frekvencia je presná a stabilná a výkon je dobre zaručený. Vyhradený obvod frekvenčnej modulácie možno nastaviť na frekvenčný rozsah 45-60Hz. V troch skupinách jednofázových riadiacich obvodov sa štandardné sínusové dáta uložené v EPROM líšia od i o 120 elektrických stupňov.
2) Centrálny monitorovací okruh
Obvod pozostáva z 16-bitového mikrokontroléra 80C196 ako jadra. Používa 8-kanálové A/D prevodné rozhranie v CPU na dokončenie detekcie analógovej veličiny, používa externé CPU a prerušenia PIO na dokončenie detekcie chýb a prevádzkovej logiky a ovládací panel na indikáciu ovládania. V softvéri je implementovaná vstupná a výstupná prepäťová ochrana a výstupná ochrana proti preťaženiu.
Detekčný obvod pozostáva z troch častí: detekcia výstupného napätia, detekcia výstupného prúdu a detekcia prúdu filtračného kondenzátora. Aby sa zlepšila rýchlosť ovládania objímky a zabezpečila sa kvalita napájania, snímací prvok spojený s objímkou využíva snímač magnetického vyváženia HL a všetky detekčné signály sú elektricky izolované od hlavného riadiaceho obvodu.
