Nhiệm vụ chính của điện tử công suất là xử lý và điều khiển dòng năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng phù hợp tối ưu với tải của người dùng. Các bộ chuyển đổi điện tử công suất hiện đại tham gia vào rất nhiều ứng dụng như nguồn điện ở chế độ chuyển mạch, bộ lọc năng lượng hoạt động, điều khiển điện-máy-chuyển động, hệ thống chuyển đổi năng lượng tái tạo tạo ra điện năng phân tán, hệ thống truyền dẫn AC linh hoạt và công nghệ xe cộ, v.v. .
Bộ chuyển đổi điện tử công suất có thể được tìm thấy ở bất cứ nơi nào có nhu cầu sửa đổi dạng năng lượng điện với thiết bị điện tử cổ điển, trong đó dòng điện và điện áp được sử dụng để mang thông tin, trong khi với điện tử công suất, chúng mang điện. Một số ví dụ về việc sử dụng cho các hệ thống điện tử công suất là bộ chuyển đổi DC / DC được sử dụng trong nhiều thiết bị di động, chẳng hạn như điện thoại di động hoặc PDA và bộ chuyển đổi AC / DC trong máy tính và TV. Các thiết bị điện tử công suất lớn được sử dụng để điều khiển dòng điện hàng trăm megawatt trên toàn quốc. Một số bộ chuyển đổi được thảo luận dưới đây.
Công cụ chuyển đổi kép
Bộ biến đổi kép là sự kết hợp của bộ chỉnh lưu và bộ nghịch lưu, trong đó xảy ra quá trình chuyển đổi A.C thành D.C và tiếp theo là D.C thành A.C khi tải nằm ở giữa. Bộ chuyển đổi kép có thể là một pha hoặc ba pha. Một bộ chuyển đổi kép bao gồm hai cầu bao gồm các thyristor trong đó một cầu cho mục đích chỉnh lưu trong đó dòng điện xoay chiều được chuyển đổi thành dòng điện một chiều có thể được cung cấp cho tải. Cầu nối khác của thyristor được sử dụng để chuyển đổi D.C thành A.C.
Bộ chuyển đổi kép một pha
Bộ chuyển đổi kép một pha sử dụng một pha làm nguồn được cấp cho bộ chuyển đổi 1 của bộ chuyển đổi kép để chỉnh lưu theo sau tải.
Nguyên lý hoạt động:
Đầu vào AC được cấp cho bộ biến đổi 1 để chỉnh lưu trong quá trình này, chu kỳ đầu vào tích cực được cấp cho bộ thyristor phân cực thuận đầu tiên cung cấp một DC chỉnh lưu trên chu kỳ dương, cũng như chu kỳ âm được cấp cho bộ thyristor phân cực ngược cung cấp một DC trên chu kỳ âm hoàn thành đầu ra chỉnh lưu sóng đầy đủ có thể được cung cấp cho tải. Trong quá trình này, bộ chuyển đổi 2 bị chặn bằng cách sử dụng một cuộn cảm. Vì thyristor chỉ bắt đầu dẫn khi xung dòng điện được đưa đến cổng và dẫn liên tục cho đến khi ngừng cung cấp dòng điện. Đầu ra của cầu Thyristor có thể như sau khi nó được cấp cho các tải khác nhau.
Vì bộ chuyển đổi kép cũng bao gồm chuyển đổi D.C thành A.C để làm cho nó hoạt động, bộ chuyển đổi hai bị chặn, đầu vào D.C trở thành tải thành chuyển đổi nguồn điện một chiều.
Kích hoạt Thyristor:
Để làm cho thyristor dẫn, một xung kích hoạt phải được cấp cho cổng của nó đồng thời cùng với điện áp đường dây. Một mạch dẫn động cổng riêng biệt phải được thêm vào cầu nối thyristor bộ biến đổi kép Mạch dẫn động cổng phải được đồng bộ như nhau với điện áp nguồn, bất kỳ sự chậm trễ nào đều gây ra jitter chéo bằng không và dao động tần số bằng không. Để ngăn chặn các mạch này phải được kèm theo các vòng khóa pha và bộ so sánh.
Các ứng dụng của bộ chuyển đổi kép một pha
- Điều khiển tốc độ và điều khiển hướng trong động cơ điện một chiều.
Điều khiển tốc độ và điều khiển cực tính của động cơ một chiều sử dụng bộ chuyển đổi kép một pha
Bộ chuyển đổi kép một pha có thể được sử dụng để điều khiển tốc độ và hướng quay của giao diện quay với bộ vi điều khiển, sự kết hợp của bốn SCR được đặt ở hai bên của động cơ và động cơ được tải. Các thyristor này có thể được kích hoạt thông qua một bộ ghép quang được kết nối với một cổng của bộ vi điều khiển.
Vòng quay của động cơ có thể được khởi tạo bằng cách sử dụng optocoupler bằng cách đặt một bộ thyristor để kích hoạt được đặt ở một bên và sự thay đổi hướng của động cơ có thể đạt được bằng cách kích hoạt một bộ thyristor khác Có thể đạt được tốc độ thay đổi của động cơ bằng góc bắn trễ của SCR.
Lựa chọn chế độ và lựa chọn tốc độ là các công tắc được giao diện với vi điều khiển bằng cách sử dụng các công tắc này có thể chọn tốc độ và vòng quay của công tắc.
Bộ chuyển đổi AC / AC một pha - ba chân
Điện tử công suất là ứng dụng của điện tử để chuyển đổi điện năng. Một danh mục phụ của chuyển đổi nguồn là chuyển đổi AC sang AC. Bộ điều khiển điện áp xoay chiều sang xoay chiều là một bộ chuyển đổi điều khiển điện áp, dòng điện và công suất trung bình được cung cấp cho tải xoay chiều từ nguồn xoay chiều. Có hai loại bộ điều khiển điện áp xoay chiều, bộ điều khiển xoay chiều một pha và ba pha.
Bộ chuyển đổi AC / AC một pha là bộ biến đổi chuyển đổi từ điện áp đầu vào AC cố định thành điện áp đầu ra AC thay đổi được với tần số mong muốn. Chúng được sử dụng trong các mạch thực tế như mạch điều chỉnh độ sáng, điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng và điều khiển động cơ kéo, v.v. Có nhiều công nghệ hiện có trong bộ chuyển đổi AC / AC một pha, chúng là một pha - hai chân, ba chân và bốn chân. Các bộ chuyển đổi một pha - hai và bốn chân có một số điểm hạn chế như - chúng cần số lượng thiết bị công suất lớn, mạch điều khiển lớn, chuyển đổi nhiều hơn và tổn thất chỉ giảm một nửa để kiểm soát 50% đầu ra. Vì vậy, để khắc phục những nhược điểm này có trong các bộ chuyển đổi được sử dụng thông thường, một cách tiếp cận tốt hơn là sử dụng bộ chuyển đổi AC / AC một pha ba pha.
Pha đơn - ba chân gồm 3 chân và 6 công tắc. Một chân chung cho cả phía lưới và phía tải. Một chân thực hiện hoạt động chỉnh lưu và một lưới thực hiện hoạt động biến tần. Và trong điều này, chúng tôi sử dụng Điều chế độ rộng xung (PWM) kỹ thuật điều khiển đầu ra của bộ chuyển đổi. Bộ chuyển đổi một pha ba chân được hiển thị trong hình dưới đây:
Trong nửa chu kỳ tích cực của các công tắc điện áp cung cấp Qg và Qa trong dây dẫn chỉnh lưu và chúng tôi nhận được đầu ra chỉnh lưu trên tụ điện và cho hoạt động biến tần Ngoài các công tắc Qg và Qa ’, công tắc Ql ở chân phía tải cũng được kích hoạt và chúng tôi nhận được đầu ra xoay chiều trên tải. Trong nửa chu kỳ âm, các công tắc Qa và Qg ’ở phía lưới dẫn đầu ra được điều chỉnh ngụ ý và đối với hoạt động đảo ngược ngoài các công tắc Qa và Qg’, công tắc Ql ’cũng được kích hoạt và chúng tôi nhận được đầu ra xoay chiều trên tải. Bằng cách sử dụng phương pháp PWM, điện áp đầu vào một chiều cố định được cung cấp cho biến tần và điện áp đầu ra xoay chiều được kiểm soát có được bằng cách điều chỉnh thời gian bật và tắt của thiết bị biến tần. Các công tắc trong mạch chuyển đổi để có được hoạt động thích hợp và cũng để giảm sóng hài. Bằng cách thay đổi giá trị của chỉ số điều chế, chúng ta có thể thay đổi độ rộng xung theo ý muốn.
Ưu điểm và ứng dụng của 3 - Leg Converter
- Điện áp đầu ra DC trên tụ điện gần như tăng gấp đôi so với bộ chuyển đổi bốn chân.
- Đánh giá công suất và điện áp của mạch có thể được cải thiện.
- Có thể thu được cùng một đầu ra với việc giảm tổn thất và chuyển mạch. Do đó, hiệu quả và hệ số công suất có thể được cải thiện.
- Bộ chuyển đổi này được sử dụng trong các mạch cung cấp điện liên tục (UPS) và trong năng lượng điện để nhận được bốn hoạt động góc phần tư của các ổ đĩa.
