FGI инверторының негізгі сұлбасының құрылымы туралы

Айнымалы ток – тұрақты – айнымалы ток инверторының әртүрлі серияларының негізгі сұлбасы негізінен бірдей және жиілікті түрлендіру жылдамдығын реттеу процесіндегі көптеген құбылыстарды негізгі тізбек арқылы талдауға болады.
1.Ac-dc түрлендіру тізбегі

AC-DC-AC жиілік түрлендіргіші түзеткіш тізбегінен, сүзгі тізбегінен, ток шектеу тізбегінен және қоректендіру көзінің көрсеткіш тізбегінен тұрады.

Ac-dc түрлендіру тізбегі түзеткіш және сүзгі тізбегі болып табылады, оның міндеті қоректендіру көзінің үш фазалы (немесе бір фазалы) айнымалы токты біркелкі тұрақты токқа түрлендіру болып табылады. Түзетуден кейінгі тұрақты ток кернеуі жоғары болғандықтан және оны азайтуға рұқсат етілмейді, оның схема құрылымында өзіндік ерекшелігі бар.

(1) Толық толқын түзеткіш

SPWM жиілік түрлендіргішінде көпірдің толық толқынды түзеткіш тізбегі пайдаланылады, ал орташа және шағын сыйымдылықтағы жиілік түрлендіргішінде түзеткіш құрылғы келесі суретте көрсетілгендей, басқарылмайтын түзеткіш диодты немесе диодтық модульді пайдаланады, AC/DC түрлендіргіш тізбегінде VD1~ VD6. Үш фазалы желі кернеуі 380 В болғанда, түзетуден кейінгі ең жоғары кернеу 537 В, ал орташа кернеу 515 В.

(2).Сүзгі тізбегі

Жоғарыдағы суретте сүзгі тізбектері CF1 және CF2-ге сілтеме жасайды. Электролиттік конденсатордың сыйымдылығы мен кернеу кедергісінің шектелуіне байланысты сүзгі тізбегі әдетте бірнеше конденсаторлар мен топтан тұрады және тізбектей CF1 және CF2 екі конденсаторлық банктерден тұрады. Электролиттік конденсаторлардың сыйымдылығы салыстырмалы түрде дискретті болғандықтан, CF1 және CF2 конденсаторларының сыйымдылығы дәл бірдей бола алмайды. Нәтижесінде әрбір конденсаторлық банктің UD1 және UD2 кернеулері тең емес, бұл жоғары кернеулі конденсаторлар банкін оңай зақымдайды. UD1 және UD2 тең болу үшін тең кедергісі бар RC1 және RC2 теңестіруші резисторлары сәйкесінше CF1 және CF2-ге қосылады.

(3) Ток тізбегі

Жоғарыдағы суретте токты шектеу тізбегі түзеткіш көпір мен сүзгі конденсаторы арасында тізбектей жалғанған және RL ток шектеуші резистордан және SL қысқа тұйықталу қосқышынан тұратын параллельді тізбекке жатады.

RL ток шектеуші резистордың рөлі мынада: түрлендіргіш қоректендіру көзіне қосылғанға дейін CF сүзгі конденсаторындағы тұрақты ток кернеуі UD=0(CF1 және CF2 тізбектей түзілген). Сондықтан, түрлендіргіш тек қуат көзіне қосылған сәтте, түзеткіш арқылы сүзгі конденсаторына өтетін электр энергиясының үлкен әсері болады, бұл түзеткіш көпірді зақымдауы мүмкін. Егер конденсатордың сыйымдылығы үлкен болса, ол сондай-ақ қуат көзінің кернеуінің бірден төмендеуіне және электр желісіне кедергілердің пайда болуына әкеледі. Токты шектеуші резистор RL импульстік токты әлсірету үшін түзеткіш көпір мен сүзгі конденсаторы арасында тізбектей жалғанады.

SL қысқа тұйықталу қосқышының рөлі мынада: егер токты шектеуші резистор RL тізбекте ұзақ уақыт бойы қосылса, ол тұрақты ток кернеуінің UD өлшеміне және түрлендіргіштің шығыс кернеуіне әсер етеді. Сондықтан UD белгілі бір шамада өскен кезде SL қысқа тұйықталу қосқышы қосылады, ал РЛ тізбектен үзіледі. SL негізінен тиристорлардан тұрады, ал көбінесе аз қуатты инверторлардағы релелік контактілерден тұрады.

(4). Қуатты көрсететін тізбек

HL қуат индикаторы қуат көзінің қосулы-қосылғанын көрсетумен қатар өте маңызды функцияға ие, яғни жиілік түрлендіргіші қуатты өшіргеннен кейін ол CF сүзгі конденсаторындағы зарядтың босатылғанын көрсетеді.

CF үлкен сыйымдылығына байланысты және жұмыс күйін тоқтату үшін инвертор тізбегінде қуатты өшіру керек, сондықтан CF-де жылдам разряд тізбегі жоқ және оның разряд уақыты жиі бірнеше минутты құрайды. КҚ-дағы жоғары кернеуге байланысты, егер қуат разрядталмаса, ол жеке қауіпсіздікке қауіп төндіреді, сондықтан инверторға техникалық қызмет көрсету кезінде түрлендіргіштің өткізгіш бөлігімен байланысқанға дейін HL толық сөнгенін күту керек. Сондықтан HL жедел қорғау рөлін де атқарады.

2. Тұрақты айнымалы ток түрлендіру тізбегі

(1).Үш фазалы инверторлы көпір тізбегі

Инверторлы көпір тізбегінің функциясы тұрақты токты үш фазалы айнымалы токқа түрлендіру болып табылады. Инверторлы көпір тізбегі төмендегі суреттегі V1~V6 коммутациялық құрылғыларынан тұрады. Қазіргі уақытта орташа және кіші қуатты жиілік түрлендіргіштеріндегі коммутациялық құрылғылардың көпшілігі IGBT түтіктерін пайдаланады.

(2).Үздіксіз ток тізбегі

Үздіксіз ток тізбегі жоғарыдағы суреттегі VD7~VD12-ден тұрады. Оның функциялары келесідей:

Қозғалтқыш орамасының реактивті тоғының тұрақты ток тізбегіне оралу жолын қамтамасыз етіңіз.

Жиілік төмендегенде және синхронды жылдамдық төмендегенде, ол қозғалтқыштың қалпына келтірілетін энергиясын тұрақты ток тізбегіне қайтару жолын қамтамасыз етеді.

Инвертор процесі кезінде энергияны босату үшін тізбектің паразиттік индуктивтілігіне жол беріңіз.

(3).Снуббер тізбегі

Инвертор түтігі өшірілген және қосылған кезде оның кернеуі мен токтың өзгеру жылдамдығы өте үлкен, бұл инвертор түтігінің зақымдалуына әкелуі мүмкін. Сондықтан кернеу мен токтың өзгеру жылдамдығын баяулату үшін әрбір инверторлық түтік те буферлік тізбекке қосылуы керек. Буферлік контурдың құрылымы инверторлық түтіктің сипаттамалары мен сыйымдылығына байланысты айтарлықтай өзгереді. Келесі суретте типтік буферлік схема (R01~R06, C01~C06, VD01~VD06 құрамдары) көрсетілген.

Әрбір компоненттің функциялары келесідей:

C01~C06C01 - C06 конденсаторлары

V1~V6 түрлендіргіш түтігі қосулы күйден өшіру күйіне түрлендірілген сайын, коллектор мен эмитент UCE арасындағы кернеу 0В жуықтан UD-ге өте тез көтеріледі. Бұл процесте кернеудің өсу жылдамдығы өте жоғары және инверторлық түтікке зақым келтіру оңай. C01~C06 функциясы өшірілген кезде V1~V6 кернеуінің өсу жылдамдығын төмендету болып табылады.

R01 - R06 кедергісі

V1~V6 өшіру күйінен қосулы күйге ауысқан сайын, C01~C06 (UD тең) зарядталған кернеу V1~V6 деңгейіне дейін разрядталады. Разряд тоғының бастапқы мәні өте үлкен және жүктеме тоғымен қабаттасады, нәтижесінде V1~V6 зақымдалады. R01~R06 кедергісі C01~C06 разряд тогын V1~V6-ға дейін шектеу үшін қолданылады.

VD01~VD06 диодтары

R01~R06 ток шектеуінің кедергісіне қол жеткізу V1~V6 өшірулі кезде кернеу өсу жылдамдығын шектейтін C01~C06 әсеріне әсер етеді. VD01~VD06 қосылғаннан кейін, V1~V6 өшіру кезінде R01~R06 жұмыс істемейді.