Střídače se používají k převodu energie z DC na AC. Střídač zdroje napětí (VSI) a zdroj proudu střídač (CSI) jsou dva typy střídačů, hlavní rozdíl mezi střídačem zdroje napětí a střídačem zdroje proudu je v tom, že výstupní napětí je konstantní ve VSI a vstupní proud je konstantní v CSI. CSI je zdroj konstantního proudu, který dodává na vstup střídavý proud, a také se nazývá převodník stejnosměrného meziobvodu, ve kterém je konstantní zatěžovací proud. Tento článek pojednává o aktuálním zdroji střídače.

Co je střídač proudu?

Střídač zdroje proudu je také známý jako střídač napájený proudem, který převádí vstupní stejnosměrný proud na střídavý proud a jeho výstup může být třífázový nebo jednofázový. Podle definice zdroje proudu je ideálním zdrojem proudu ten druh zdroje, ve kterém je proud konstantní a je nezávislý na napětí.

Ovládání střídače proudu

Zdroj napětí je zapojen do série s velkou hodnotou indukčnosti (L_d) a toto pojmenovalo obvod jako zdroj proudu. Schéma zapojení měniče proudu napájeného měničem proudu je zobrazeno na následujícím obrázku.

Pohon indukčního motoru napájeného střídačem s aktuálním zdrojem

Obvod se skládá ze šesti diod (D₁, D_dva, D₃, D₄, D₅, D₆), šest kondenzátorů (C.₁, C._dva, C.₃, C.₄, C.₅, C.₆), šest tyristory (T.₁, T_dva, T₃, T₄, T₅, T₆), které jsou fixovány s fázovým rozdílem 60⁰. Výstup střídače je připojen k indukční motor . Pro danou rychlost je točivý moment řízen změnou proudu stejnosměrného meziobvodu I_da tento proud se může měnit změnou V_d. Vedení dvou spínačů ve stejné prodlevě nevede k náhlému nárůstu proudu v důsledku přítomnosti velké hodnoty indukčnosti L_d.

Konfigurace pohonu induktoru napájeného měničem proudu v závislosti na zdroji jsou zobrazeny na následujícím obrázku.

Indukční pohony CSI

Pokud je zdroj k dispozici ve zdroji stejnosměrného proudu, střídač se používá ke změně proudu. Pokud je zdroj k dispozici ve zdroji střídavého proudu, použije se plně regulovaný usměrňovač ke změně výstupního proudu.

Pohon CSI s regulací prokluzu uzavřené smyčky s regenerativním štěkáním

Referenční rychlost chyby motoru (∆ω_m) je dán regulátoru otáček, který je obvykle ovladačem VI a výstupem ovladače VI je rychlost prokluzu, která je dána regulátoru prokluzu, který je vyžadován k regulaci rychlosti. Rychlost prokluzu je dána regulaci toku a jejím výstupem je referenční proud I_d^*to musí být kontrolováno. Rychlost skluzu (ω_slečna) a skutečná rychlost (ω_m) a přidá se synchronní rychlost, ze synchronní rychlosti můžeme určit frekvenci.

Příkaz frekvence je předán CSI, protože měnič je velmi schopný řídit frekvenci. Můžeme řídit výstup CSI změnou vstupního proudu. Referenční proud (I_d^*) a skutečný proud (I_d) a přidá se chyba proudu (∆ I_d). Chyba proudu je dána aktuálnímu regulátoru, který řídí proud stejnosměrného meziobvodu a na základě proudu stejnosměrného meziobvodu můžeme ovládat α, a toto α rozhodne o napětí, na jehož základě můžete určit, kolik proudu se změní. Jedná se o pohon CSI s uzavřenou smyčkou s rekuperačním brzděním. Toto je provoz pohonu CSI s uzavřenou smyčkou s rekuperačním brzděním a jeho schéma zapojení je zobrazeno na následujícím obrázku.

Pohon CSI řízený prokluzem s uzavřenou smyčkou s rekuperačním brzděním

Hlavní výhodou pohonu napájeného CSI je, že je spolehlivější než pohon napájený střídačem se zdrojem napětí a nevýhodou je, že má nižší rozsah otáček, pomalejší dynamickou odezvu, pohon pracuje vždy v uzavřené smyčce a není vhodný pro multi - pohon motoru.

Střídač proudu s R-zátěží

Schéma zapojení měniče proudu se zátěží R je znázorněno na následujícím obrázku.

Střídač proudu s R-zátěží

Obvod se skládá ze čtyř tyristorových spínačů (T₁, T_dva, T₃, T₄), Já_Sje proud vstupního zdroje, který je konstantní, a můžete vidět, že není připojena žádná antiparalelní dioda. Konstantní proud je zajištěn zapojením zdrojů napětí do série s velkou indukčností. Víme, že vlastnost indukčnosti, že nedovolí náhlou změnu proudu, takže když připojíme zdroj napětí s velkou indukčností, pak rozhodně bude proud produkovaný napříč konstantní. Základní činitel rozptylu střídače zdroje proudu s odporovou zátěží je roven jedné.

Parametry měniče proudu s R-zátěží

Pokud spustíme T₁a T_dvaod 0 do T / 2 je pak výstupní proud a výstupní napětí vyjádřeno jako

Já₀= Já_S> 0

PROTI₀= Já₀R

Pokud spustíme T₃a T₄z T / 2 na T je pak výstupní proud a výstupní napětí vyjádřeno jako

Já₀= -I_S> 0

PROTI₀= Já₀R<0

Tvar výstupního proudu střídače zdroje proudu s R-zátěží je uveden na následujícím obrázku

Výstupní křivka střídače zdroje proudu s R-zátěží

V případě odporového zatížení je nutná nucená komutace. Od 0 do T / 2, T₁a T_dvajsou vodivé a od T / 2 do T, T₃& T.₄vedou. Takže úhel vedení každého spínače se bude rovnat ᴨ a doba vedení každého spínače se bude rovnat T / 2.

Vstupní napětí odporové zátěže je vyjádřeno jako

“typy jističů v elektrických ”

PROTI_v= V₀(od 0 do T / 2)

PROTI_v= -V₀(od T / 2 do T)

Výstupní proud RMS a výstupní napětí RMS odporové zátěže CSI jsou vyjádřeny jako

Já_{0 (RMS)}= Já_S

PROTI_{0 (RMS)}= Já_{0 (RMS)}R

Průměrný a RMS tyristorový proud CSI s odporovou zátěží je

Já_{T (prům.)}= Já_S/dva

Já_{T (RMS)}= Já_S/ √2

Fourierova řada výstupního proudu a výstupního napětí CSI s odporovou zátěží je

Základní složkou výstupního proudu RMS je

Já_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * I_S

Faktor zkreslení střídače zdroje proudu s R-zátěží je

g = 2√2 / ᴨ

Celkové harmonické zkreslení je vyjádřeno jako

THD = 48,43%

Základní složka průměrného a RMS tyristorového proudu je

Já_{T01 (prům.)}= Já_{01 (max.)}/ ᴨ

Já_{T01 (RMS)}= Já_{01 (max.)}/ dva

Základní síla napříč zátěží je vyjádřena jako

PROTI_{01 (RMS)}* Já_{01 (RMS)}* cosϕ₁

Celkový výkon napříč zátěží je vyjádřen jako

Já_{0 (RMS)}^dvaR = V_{0 (RMS)}^dva/ R.

Vstupní napětí V_vje vždy pozitivní, protože energie je vždy dodávána ze zdroje do zátěže.

Střídač proudu s kapacitní zátěží nebo zátěží C.

Schéma zapojení kapacitního zatížení měniče proudu je zobrazeno na následujícím obrázku

Střídač proudu s C-zátěží

Ve tvaru vlny od o do T / 2, T₁a T_dvajsou spuštěny a výstupní proud je I₀= Já_S. Podobně od T / 2 do T,T₃a T₄jsou spuštěny a výstupní proud je I₀= -I_S.Takprůběh zatěžovacího proudu nezávisí na zatížení.Na níže uvedeném obrázku je zobrazen tvar vlny měniče CSI s C-zátěží.

Výstupní křivka střídače zdroje proudu s C-zátěží

Integrace křivky výstupního proudu poskytne výstupní napětí. Pokud je výstupní proud střídavý, pak je výstupní napětí rozhodně střídavé. V schématu zapojení je převzata čistě kapacitní zátěž, takže proud vede napětí o 90⁰

Já₀= Já_C= C dV₀/ DT

PROTI₀(t) = 1 / C ∫ I_C(t) dt = 1 / C ∫ I₀DT

Vstupní napětí zátěže C je

PROTI _v = V ₀ (od 0 do T / 2)

PROTI_v= -V₀(od T / 2 do T)

Výstupní napětí je kladné, kdyžT₁a T_dvaprovádějí od 0 doπ a kdyT₃a T₄vedení od π do 3π / 2, pak ve výchozím nastaveníT₁a T_dvapřecházejí do zpětného zkreslení kvůli kladnému zatížení napětí, to znamená, že v tomto případě je možná přirozená komutace nebo komutace zátěže, což znamená, že k vypnutí tyristoru T nepotřebujeme dát externí obvod nebo externí komutační obvod₁a T_dva.Musíme najít čas odbočky obvodu, kdy je možná přirozená komutace. Čas odbočky obvodu je vyjádřen jako

ω₀t_C= ᴨ / 2

t_C= ᴨ / 2 ω₀

Parametry měniče proudu s C-zátěží

Průměrný a RMS proud tyristoru je vyjádřen jako

Já_{T (prům.)}= Já_S/dva

Já_{T (RMS)}= Já_S/ √2

Fourierova řada výstupního proudu a výstupního napětí kapacitní zátěže je

“systémy scada jsou obvykle implementovány pomocí které z následujících komponent ”

Základní činitel rozptylu CSI se zátěží C se rovná nule.

Základní složka výstupního výkonu je vyjádřena jako

P₀₁= V_{01 (RMS)}Já_{01 (RMS)}Protože ϕ₁= 0

Základní složka průměrného a RMS tyristorového proudu je

Já_{T01 (prům.)}= Já_{01 (max.)}/ ᴨ a já_{T01 (RMS)}= Já_{01 (max.)}/ dva

Maximální výstupní napětí je

PROTI_{0 (max.)}= Já_ST / 4C

Hodnota RMS vstupního napětí je

PROTI_{v (RMS)}= V_{o (max.)}/ √3

Toto jsou parametry střídače zdroje proudu s kapacitní zátěží.

Aplikace

Aplikace střídače zdroje proudu jsou

Jednotky UPS
LT plazmové generátory
Pohony střídavých motorů
Spínací zařízení
Indukční motory pro čerpadla a ventilátory

Výhody

Výhody střídače zdroje proudu jsou

Dioda zpětné vazby není nutná
Komutace je jednoduchá

Nevýhody

Nevýhody střídače zdroje proudu jsou

Potřebuje další stupeň převaděče
Při malém zatížení má problém se stabilitou a pomalý výkon

O toto tedy jde přehled aktuálního zdrojového střídače , řízení střídače zdroje proudu, pohon CSI s rekuperačním brzděním ovládaným skluzem uzavřené smyčky, střídač zdroje proudu s R-zátěží, jsou diskutovány aplikace, výhody, nevýhody. Zde je otázka, jaký je současný princip fungování střídače zdroje?