ลักษณะเฉพาะของการปรับกำลังความถี่ตัวแปรสามเฟสคืออะไร?

ลักษณะเฉพาะของการปรับกำลังความถี่ตัวแปรสามเฟสคืออะไร?

พาวเวอร์ซัพพลายแบบปรับความถี่ได้ได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นเป็นพิเศษสำหรับอุปกรณ์นำเข้าและส่งออก และสอดคล้องกับระบบพาวเวอร์ซัพพลายของยุโรปและอเมริกา สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและสายการผลิตนำเข้า 60Hz และยังสามารถใช้เป็นเครื่องทดสอบสำหรับสายการผลิตของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าที่ส่งออก

ลักษณะเฉพาะของการปรับกำลังความถี่ตัวแปรสามเฟสคืออะไร?

อินพุตของระบบไฟฟ้าสามเฟสคือเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 380V/50Hz แบบสามสายสามเฟส และเอาต์พุตเป็นเครือข่ายสามสายสี่สาย 0-500V, 60Hz AC ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน ชิ้นส่วน: วงจรแปลงกำลังหลักและวงจรควบคุม เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของเอาต์พุตสามเฟสกับโหลดที่ไม่สมดุล วงจรหลักและวงจรควบคุมของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสได้รับการออกแบบตามแหล่งจ่ายไฟเฟสเดียวสามชุดที่แยกจากกัน วงจรหลักใช้โครงสร้าง AC-DC รวมถึงวงจรเรียงกระแส ตัวกรอง DC อินเวอร์เตอร์ ตัวกรอง AC และหม้อแปลง ในหมู่พวกเขา ส่วน AC-DC คือวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ ซึ่งเริ่มทำงานอย่างช้า ๆ โดยคอนแทคไฟฟ้ากระแสสลับและตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า และถูกกรองเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าที่เสถียร การแก้ไขมีลักษณะดังต่อไปนี้:

1. เมื่อวงจรเรียงกระแสเริ่มทำงานบางส่วน คอนแทค AC จะถูกใช้เพื่อให้การเริ่มต้น "นุ่มนวล" และลดผลกระทบต่อกริด

ส่วนอินเวอร์เตอร์ DC-AC ใช้โครงสร้างฟูลบริดจ์เฟสเดียว ระบบสามเฟสมีอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวที่เหมือนกันสามชุดซึ่งใช้บัส DC ร่วมกันซึ่งเป็นแกนหลักของแหล่งจ่ายไฟ อินเวอร์เตอร์ใช้ IGBT เป็นองค์ประกอบสวิตชิ่ง เมื่อใช้ความถี่สวิตช์ IGBT ที่สูงขึ้น อินเวอร์เตอร์จะถูกควบคุมโดยการปรับความกว้างพัลส์ไซน์ (SPWM) และกระแสตรงที่เสถียรจะถูกแปลงเป็นเอาต์พุตกระแสสลับแบบมอดูเลตความกว้างพัลส์ ความถี่พื้นฐานของกระแสสลับคือกำลังขับที่ต้องการ เอาต์พุตคลื่นมอดูเลตความกว้างพัลส์จากอินเวอร์เตอร์ถูกกรองโดยวงจรตัวกรองเอาต์พุต LC และกระแสคลื่นไซน์ AC จะถูกส่งออก เอาต์พุตของวงจรอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวสามวงจรแตกต่างกัน 120 องศาไฟฟ้า พวกมันเป็นอิสระทางไฟฟ้าจากกันที่ด้านปฐมภูมิของหม้อแปลงและเชื่อมต่อในรูปแบบดาวที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงเพื่อส่งออกพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่ต้องการ

เพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ให้เชื่อมต่อตัวกรองสัญญาณรบกวนเข้ากับอินพุตและเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟ

วงจรควบคุมประกอบด้วยการตรวจสอบจากส่วนกลางอัจฉริยะ การควบคุมแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวและรูปคลื่น การควบคุมอินเวอร์เตอร์ IGBT การตรวจจับเอาต์พุต การตรวจจับและป้องกันข้อผิดพลาด อินเทอร์เฟซการแสดงผลการทำงาน แหล่งจ่ายไฟควบคุม และส่วนอื่นๆ เพื่อให้การควบคุมความถี่เอาต์พุต แรงดันไฟฟ้า และ รูปคลื่น การควบคุมระบบจ่ายไฟ การวินิจฉัยและป้องกันข้อผิดพลาดของระบบ การทำงานและสถานะ และฟังก์ชันอื่นๆ ในหมู่พวกเขา การควบคุมแรงดันและรูปคลื่นของเอาต์พุตเฟสเดียวใช้การควบคุมเฟสเดียวอิสระสามตัว ดังนั้นแต่ละเฟสของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสจึงสามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟเฟสเดียวได้อย่างอิสระ และใช้ได้กับแต่ละเฟสเดียว - แหล่งจ่ายไฟเฟส สิ้นสุดการโหลด สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงความสามารถในการปรับโหลดของหน่วยจ่ายไฟ

2. IGBT ขับกระแสและวงจรป้องกัน

วงจรควบคุมและป้องกันของ IGBT ได้รับการออกแบบมาสำหรับบริดจ์อินเวอร์เตอร์เฟสเดียว วงจรควบคุมและป้องกันประกอบด้วยแผงวงจรพิมพ์ที่ติดตั้งสะพานอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวและตัวทำความเย็นเพื่อสร้างโมดูลยูนิตอินเวอร์เตอร์เฟสเดียว วงจรควบคุมใช้โมดูลควบคุมแบบรวม M57962 ของ Mitsubishi Corporation of Japan เป็นแกนหลัก M57962 เป็นวงจรควบคุมเฉพาะสำหรับโมดูล IGBT ที่สามารถควบคุมส่วนประกอบได้ถึง 400A/1200V วงจรมีการแยกออปโตคัปเปลอร์อย่างรวดเร็วภายใน เหมาะสำหรับการทำงานสวิตชิ่งความถี่สูงประมาณ 20 kHz และมีฟังก์ชันป้องกันกระแสเกินภายใน วงจรควบคุมใช้แหล่งจ่ายไฟคู่บวก 15 V / -10 V เพื่อปรับปรุงความสามารถในการลดสัญญาณรบกวน

วงจรขับเคลื่อนด้านหน้าเป็นวงจรประมวลผลสัญญาณ PWM หลังจากสัญญาณ PWM ช่องเดียวที่ส่งโดยวงจรควบคุมมีรูปร่างและกลับด้านโดยเครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า สัญญาณ 180 องศาที่แตกต่างกันสองสัญญาณจะใช้เป็นสัญญาณควบคุมสำหรับแขนสะพานด้านบนและด้านล่าง สัญญาณผ่านวงจรเดดโซน และขอบด้านขึ้นจะถูกหน่วงเวลา 3-4μs เพื่อให้แน่ใจว่าโซนเดดของแขนบริดจ์ด้านบนและแขนบริดจ์ด้านล่างมีขนาดไม่น้อยกว่า 3μs จากนั้นจะถูกส่งไปยัง วงจรควบคุม

การป้องกันกระแสเกินของแหล่งจ่ายไฟนี้ใช้แผนการป้องกันกระแสเกินแบบคู่ที่รวมการป้องกันออนไลน์เข้ากับการป้องกันแบบรวมศูนย์สำหรับท่อและแขนสะพาน การป้องกันออนไลน์พร้อมท่อเสร็จสมบูรณ์โดยวงจรป้องกันภายใน M57962 วงจรป้องกันกลางใช้เซ็นเซอร์กระแส HL ที่มีความเร็วตอบสนองเร็วมากเพื่อตรวจจับกระแสของวงจรกลาง หากวงจรเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ วงจรป้องกันจะบล็อกสัญญาณควบคุมของ IGBT ทั้งหมดของสะพานย้อนกลับ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากใช้บัส DC ขนานกับตัวเก็บประจุที่ไม่เหนี่ยวนำเพื่อดูดซับแรงดันไฟกระชากระหว่างการสลับ สำหรับแรงดันไฟกระชากที่เกิดจากกระแสขนาดใหญ่ในระหว่างกระบวนการป้องกันกระแสเกิน การทำให้สาย DC สั้นลงเพื่อลดการกระจายตัวเหนี่ยวนำ การลดเกณฑ์การป้องกันอย่างเหมาะสม และเพิ่มความสามารถในการดูดซับสามารถแก้ปัญหานี้ได้ นอกจากนี้ บอร์ดไดรเวอร์ยังติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันสองตัวเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปของหน่วยจ่ายไฟและการป้องกันแรงดันตกของวงจรระดับกลาง

3. วงจรควบคุม

แหล่งจ่ายไฟใช้สามเฟสและเป็นอิสระจากการควบคุมเอาต์พุตและระบบตรวจสอบส่วนกลาง ประกอบด้วยวงจรควบคุมเฟสเดียวสามชุดและชุดวงจรตรวจสอบส่วนกลางหนึ่งชุด วงจรควบคุมเฟสเดียวทำให้การควบคุมความถี่ แรงดัน และรูปคลื่นเสร็จสมบูรณ์ วงจรตรวจสอบส่วนกลางดำเนินการตั้งค่าแรงดันและความถี่เอาต์พุต หน่วยการทำงานแต่ละหน่วยของระบบจ่ายไฟ แผงควบคุมและการควบคุมลอจิก I/O การตรวจจับข้อผิดพลาดและการแสดงผล แรงดันไฟฟ้าถูกตั้งค่าเป็นปริมาณอะนาล็อก และความถี่ถูกตั้งค่าเป็นสัญญาณแฟลชที่อยู่สิบตำแหน่ง ตั้งค่าสัญญาณ สัญญาณตรรกะการควบคุมและการป้องกัน และแหล่งจ่ายไฟควบคุมจากบัสสัญญาณของระบบ วงจรควบคุมเฟสเดียว 3 ชุด วงจรตรวจสอบส่วนกลาง และวงจรจ่ายไฟรวมอยู่ในชุดเดียว

1) วงจรควบคุมสามเฟส

การควบคุมรูปคลื่นมีเป้าหมายที่เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียว และใช้รูปแบบการควบคุมแบบสองลูปที่มีกระแสวนภายใน ในระบบรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยลูปควบคุมสองลูป ลูปปัจจุบันคือลูปภายใน วัตถุควบคุมของลูปนี้คือ Ic ปัจจุบันของตัวเก็บประจุตัวกรอง ลูปควบคุมรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าอยู่นอกลูปปัจจุบัน และลูปนี้ส่งผลต่อ ค่าแรงดันเอาต์พุตทันที การควบคุมจะดำเนินการเพื่อให้แรงดันเอาต์พุตและกระแสตัวเก็บประจุตัวกรองถูกตรวจจับและสร้างรูปร่างโดยวงจรตรวจจับ จากนั้นส่งโดยตรงไปยังลูปรูปคลื่นเมื่อเทียบกับคลื่นไซน์มาตรฐานและลูปรูปคลื่น และพัลส์ควบคุม PWM จะถูกสร้างขึ้นหลังจาก การปรับลูปคู่

การสร้างคลื่นไซน์มาตรฐานใช้วิธีการค้นหาตารางทั่วไปสำหรับการระบุที่อยู่และการค้นหาตาราง ข้อมูลคลื่นไซน์มาตรฐานถูกจัดเก็บไว้ใน EPROM และ EPROM จะถูกควบคุมตามลำดับความถี่เอาต์พุต และเอาต์พุตดิจิตอลไซน์ของ EPROM จะถูกแปลงเป็นสัญญาณอะนาล็อกโดยตัวแปลง D/A . ปริมาณอะนาล็อกมีขั้วบวกและเลื่อนลงอย่างสมมาตรโดยวงจรออปแอมป์ หลังจากที่ตัวเก็บประจุถูกปิดกั้น สัญญาณมาตรฐานไซน์จะถูกส่งออก

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าดำเนินการโดยการตั้งค่า Billy พร้อมการควบคุมวงปิด สัญญาณแรงดันเอาท์พุต AC ที่ส่งโดยวงจรตรวจจับจะกลายเป็นตัวแปรป้อนกลับ DC ที่ปรับได้หลังจากการปรับแอมพลิจูด การแลกเปลี่ยนค่าสัมบูรณ์ และวงจรแอคทีฟฟิลเตอร์ เมื่อเทียบกับสัญญาณป้อนกลับ ค่าเบี่ยงเบนจะถูกส่งไปยังตัวควบคุมสัดส่วน และหลังจากขยายโดยตัวควบคุมแล้ว ค่าเบี่ยงเบนจะถูกส่งไปยังแอมพลิจูดของคลื่นไซน์มาตรฐาน เพื่อให้ค่าเฉลี่ยของแรงดันขาออกคงที่และเอาต์พุตมีเสถียรภาพ

การควบคุมความถี่เป็นการควบคุมผ่านการตั้งค่าคลื่นไซน์มาตรฐาน ความจุของข้อมูลไซน์มาตรฐานหนึ่งรอบคือ 1024 ไบต์ ความถี่ของคลื่นไซน์มาตรฐานสอดคล้องกับความถี่เอาต์พุตเล็กน้อยที่ 60 Hz และความถี่ของสัญญาณแฟลชที่อยู่ EPROM ควรเป็น 409.6kHz คริสตัลออสซิลเลเตอร์ใช้ในการแบ่งความถี่เพื่อให้ได้สัญญาณ เพื่อให้ความถี่เอาต์พุตมีความแม่นยำและเสถียร และรับประกันประสิทธิภาพได้เป็นอย่างดี วงจรมอดูเลตความถี่เฉพาะสามารถตั้งค่าเป็นช่วงความถี่ 45-60Hz ในวงจรควบคุมเฟสเดียวสามกลุ่ม ข้อมูลไซน์มาตรฐานที่จัดเก็บไว้ใน EPROM แตกต่างจาก i 120 องศาทางไฟฟ้า

2) วงจรตรวจสอบกลาง

วงจรประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ 16-บิต 80C196 เป็นแกนหลัก โดยใช้อินเทอร์เฟซการแปลง 8-channel A/D ใน CPU เพื่อทำการตรวจหาปริมาณอะนาล็อกให้เสร็จสมบูรณ์ ใช้ CPU ภายนอกและการขัดจังหวะ PIO เพื่อดำเนินการตรวจจับข้อผิดพลาดและลอจิกการดำเนินการให้เสร็จสมบูรณ์ และใช้แผงควบคุมเพื่อระบุการควบคุม การป้องกันแรงดันเกินอินพุตและเอาต์พุตและการป้องกันการโอเวอร์โหลดเอาต์พุตถูกนำมาใช้ในซอฟต์แวร์

วงจรตรวจจับประกอบด้วยสามส่วน: การตรวจจับแรงดันเอาต์พุต การตรวจจับกระแสเอาต์พุต และการตรวจจับกระแสตัวเก็บประจุตัวกรอง เพื่อปรับปรุงความเร็วในการควบคุมของบุชชิ่งและรับประกันคุณภาพของกำลังไฟฟ้า องค์ประกอบการตรวจจับที่เชื่อมต่อกับบุชชิ่งจะใช้เซ็นเซอร์สมดุลแม่เหล็ก HL และสัญญาณการตรวจจับทั้งหมดจะถูกแยกทางไฟฟ้าจากวงจรควบคุมหลัก