صنعت » برق صنعتی

نیمه هادی های قدرت

کاربر نیمه هادی های قدرت در سیستمهای کنترل سرعت از نوع ایستا یا استاتیکی هستند . باید دانست که ترکیب سیستمهای الکترونیک قدرت (مانند کنترل کننده های ولتاژ ) و متوتورهای الکتریکی همراه با مکانیسم کنترل آنها را محرکهای تنظیم پذیر سرعت می نامند که ما به اختصار آنرا ASD می نامیم . در حقیقت این محرک ها قابل تنظیم بوده و برای کنترل سرعت یا کنترل دور موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند .




(Adjustable Speed Drive)


محرکهای تنظیم پذیر سرعت (ASD) برای کنترل سرعت موتورهای القائی از نقطه نظر کاربرد به سه دسته تقسیم می شوند:


1- ASD از نوع ولتاژ متغییر و فرکانس ثابت


کنترل در اینگونه سیستمها دامنه ولتاژ اعمالی به استاتور کنترل می شود . برای این مقصود از کننده ولتاژ در سر راه موتور استفاده شده است . این نوع محرک ها در سطوح قدرت متوسط و پایین مورد استفاده قرار می گیرند . برای مثال می توان از بادبزن های نسبتاً بزرگ یا پمپ ها نام برد . در این روش ولتاژ استاتور را می توان بین صفر و ولتاژ اسمی در محدوده زاویه آتش بین صفر تا 120 درجه تنظیم و کنترل نمود . این سیستم بسیار ساده بوده و برای موتورهای القائی قفس سنجابی کلاس D با لغزش نسبتاً بالا( 10 تا 15 درصد ) مقرون به صرفه است . عملکرد این محرکها زیاد جالب توجه نیست .


2- ASD از نوع ولتاژ و فرکانس متغییر


اگر منبع تغذیه استاتور از نوع فرکانس متغییر انتخاب شود ، عملکرد محرک های تنظیم پذیر سرعت (ASD) بهبود می یابد . باید دانست که شار در فاصله هوایی متورهای القائی با ولتاژ اعمالی به استاتور متناسب بوده وبا فرکانس منبع تغذیه نسبت عکس دارد . بنابراین اگر فرکانس را کم کنیم تا کنترل سرعت در زیر سرعت سنکرون امکان پذیر گردد و ولتاژ را معادل ولتاژ اسمی ثابت نگه داریم ، در این صورت شار فاصله هوایی زیاد می شود . برای جلوگیری از بوقوع پیوستن اشباع بخاطر افزایش شار ، ASD از


نوع فرکانس متغییر باید از نوع ولتاژ متغییر نیز باشد تا بتوان شار فاصله هوایی را در حد قابل قبولی نگه داشت ، معمولا به این سیستم کنترل ، سیستم کنترل V/F ثابت نیز گفته می شود . یعنی اگر فرکانس را کم کردیم باید ولتاژ را طوری کم کنیم که شار در فاصله هوایی در حد اسمی خود باقی بماند . از این سیستم برای کنترل سرعت موتورهای قفس سنجابی کلاسهای A، B ،C، D استفاده می شود .


3-ASD که بر اساس بازیافت توان لغزشی کار می کند


در این سیستمها با استفاده از مدارهای نیمه هادی قدرت که به پایانه رتور وصل می شوند ، بازیافت توان( یا توان برگشتی) در فرکانس لغزشی به خط تغذیه موتور منتقل می گردد . باید دانست فرکانس لغزشی از حاصلضرب فرکانس منبع و لغزش موتور بدست می آید. بطور کلی در این طرح بر روی مدار رتور کنترل خواهیم داشت . در اینجا متذکر می شویم که ASD از نوع فرکانس متغییر بر دو نوع است :


الف : طرح های حاوی ارتباط DC (جریان مستقیم)


ب : سیکلو کنورتورها


در طرح های حاوی ارتباط DC منبع تغذیه AC توسط یکسوساز ، یکسو شده و سپس توسط اینورتر مجدداً به منبع AC دست می یابیم . اینورتر ها بر دو نوع اند :


1= اینورترهای تغذیه ولتاژ (اینورترهای ولتاژ )


2= اینورترهای تغذیه جریان ( اینورترهای جریان )


در اینورترهای ولتاژ ، متغییر تحت کنترل همان ولتاژ و فرکانس اعمالی به استاتور است . در اینورترهای جریان بر دامنه جریان وفرکانس استاتور کنترل داریم . اینورترهای ولتاژ بر دو نوع اند :


1=اینورترهای با موج مربعی


2= اینورترهای با مدولاسیون عرض یا پهنای پالس (PWM) .


1- ترکیب اساسی مبدلها


سرعت یک موتور القائی توسط سرعت سنکرون ولغزش رتور تعیین می گردد . سرعت سنکرون بستگی به فرکانس تغذیه دارد و لغزش را می توان با تنظیم ولتاژ و جریان اعمالی به موتور تغییر داد . به طور کلی روشهای کنترل دور موتورهای القائی را می توان بصورت زیر تقسیم بندی نمود :


1- ولتاژ متغییر ، فرکانس ثابت 2- ولتاژ وفرکانس متغییر


3- جریان و فرکانس متغییر 4- تنظیم قدرت لغزشی


به منظور ایجاد ولتاژ و فرکانس متغییر مطابق شکل (1-a) از مبدلهای ولتاژ استفاده می گردد که توسط یک منبع ولتاژ dc تولید شکل موج مستطیلی ولتاژ در سمت ac می نمایند که دامنه آن مستقل از بار بوده و به همین دلیل اینورتر های منبع ولتاژ نام دارند . برای ایجاد جریان وفرکانس متغییر مطابق شکل (1-b) از مبدلهای جریان استفاده می گردد که توسط یک منبع جریان dc تولید شکل موج مستطیلی جریان در سمت ac می نمایند ، که دامنه آن مستقل از بار بوده و بنابراین اینورترهای منبع جریان نام دارند . منبع جریان کنترل شده در ورودی اینورتر توسط یکسو ساز تریستوری ایجاد می گردد که با کنترل جریان توسط حلقه فیدبک جریان وسلف بزرگ صافی در خروجی آن ویژگیهای یک منبع جریان را پیدا می کند . مبدل موجود در سمت موتور جریان مستقیم را تبدیل به جریان سه فاز با فرکانس قابل تنظیم می نماید . سلف بزرگ موجود در حلقه dc سبب صاف نمودن جریان می گردد . سیستم رانش اینورتر منبع جریان مناسب برای عملکرد در حالت تک موتوره می باشد و دارای قابلیت بازگشت انرژی به شبکه ac میباشد . جریان اینورتر توسط حلقه فیدبک جریان کنترل شده و اضافه جریانهای گذرا توسط تنظیم کننده جریان و سلف صافی حذف می گردند و بدین وسیله مجموعه دارای قابلیت استحکام و اطمینان مناسب برای کاربردهای صنعتی می گردد سلف بزرگ سری صافی نرخ افزایش جریان خطا را در هنگام کموتاسیون نا موفق در اینورتر و یا اتصال کوتاه در ترمینالهای خروجی محدود می نماید با حذف سیگنالهای فرمان گیت تریستورهای یکسو ساز می توان بدون از بین


رفتن فیوزها و آسیب رسیدن به اینورتر ، تنها با از دست دادن لحظه ای گشتاور خطا را از بین برد .


2- مدار قدرت اینورتر منبع جریان


به منظور ایجاد منبع جریان متغییر dc سیگنال بیانگر جریان تنظیم شده با جریان واقعی مقایسه شده ، خطای حاصل تقویت و برا ی کنترل زاویه آتش تریستورهای یکسو ساز استفاده می گردد تا جریان مورد نیاز در خروجی ایجاد گردد . شکل (2-a) اینورتر پل سه فاز ASCI را نشان می دهد که یک موتور القائی با اتصال ستاره را تغذیه می نماید . تریستورهای TH1 الی TH6 به ترتیب روشن شدن شماره گذاری شده اند و هر یک به اندازه یک سوم پریود خروجی هدایت میکنند . روشن نمودن یک تریستور سبب قطع تریستور هادی فاز مجاور می گردد . دو بانک خازی که بصورت مثلث ، متصل می باشند انرژی مورد نیاز برای کموتاسیون ذخیره کرده و دیودهای D1 الی D6 خازنها را از بار ایزوله می نمایند . ترتیب هدایت تریستورهای اینورتر به گونه ای است که جریانهای DC تنظیم شده از دو تریستور یکی متصل به خط مثبت ودیگری متصل به خط منفی تغذیه عبور می نماید . در هر نیم سیکل به مدت 60o هر دو تریستور واقع بر یک بازو قطع بوده بنابراین جریان خط برابر صفر می باشد . مزیت عمده اینورتر منبع جریان سادگی مدار لازم برای کموتاسیون تریستورها می باشد . مدار کموتاسیون تنها شامل خازنها و دیودها بوده و به دلیل حذف سلفهای کموتاسیون ، فرکانس عملکرد افزایش یافته نویز صوتی کاهش می یابد . خازن کموتاسیون به گونه ای طراحی می شود که ولتاژ معکوس اعمالی بر تریستور ها محدود گردد تا باعث ایجاد زمان خاموشی لازم گردد. به همین دلیل زمان خاموشی در دسترس به اندازه کافی زیاد می باشد تا بتوان از تریستور های غیر سریع یکسوسازی استفاده نمود، که این امر اینورتر منبع جریان را در قدرت های متوسط به بالا بسیار اقتصادی می سازد . سیکل کموتاسیون را می توان به چهار پریود زمانی تقسیم نمود:


شکل (2-a) شرایط اینورتر را قبل از آتش شدن TH1در فاصله زمانی 1 نشان می دهد .فرض براین است که TH1 و TH2 هادی بوده و مطابق شکل جریان خروجی یکسوساز کنترل شده از طریق TH1،D1، فاز A موتور ، فازC موتور ، D2 ، TH2 ، جاری می گردد . خازن های C1 ،C3 ،C5 به ترتیب به اندازه V0، 0 ، -V0شارژ شده اند در فاصله زمانی2 با آتش شدن TH3 ، TH1 توسط C1 در بایاس معکوس قرار گرفته و خاموش می گردد .جریان مطابق شکل (2-b) در مسیر TH3، بانک خازنی متشکل از C1 موازی با ترکیب سری C3 ، ...

6103
بازدید

آگهي هاي صنعت » برق صنعتی

صنعت