Ranvèse kous la redresman, konekte yon bout nan aktyèl dirèk (DC), ak lòt fen a ka mennen soti kouran altènatif (AC). Sa a se yon varyateur, yon aparèy ki konvèti aktyèl dirèk nan kouran altènatif.
Pifò chaj komèsyal, endistriyèl ak rezidansyèl yo mande pou pouvwa AC, men pouvwa AC pa ka estoke nan pil, ak depo batri enpòtan pou pouvwa backup. Sèjousi, domaj sa a ka simonte pa yon ekipman pou pouvwa DC.
Polarite DC pouvwa a pa chanje sou tan tankou AC pouvwa, kidonk DC pouvwa ka estoke nan pil ak supercapacitors. Se konsa, nou ka premye konvèti AC pouvwa DC pouvwa, ak Lè sa a, estoke li nan batri a. Nan fason sa a, chak fwa yo bezwen pouvwa AC pou opere aparèy AC, pouvwa DC yo pral konvèti tounen nan pouvwa AC pou opere aparèy AC.
Dapre sous la opinyon, metòd koneksyon, fòm vag vòltaj pwodiksyon, elatriye nan aplikasyon an, varyateur yo divize an 17 kategori prensipal yo.
1. Klasifye pa sous D '
D 'yon varyateur ka yon sous vòltaj oswa yon sous aktyèl, kidonk li divize an varyateur sous vòltaj (VSI) ak varyateur sous aktyèl (CSI).
Voltage Sous varyateur (VSI)
Lè D 'nan varyateur la se yon sous vòltaj konstan DC, yo rele varyateur la yon varyateur sous vòltaj.
Antre varyateur sous vòltaj la gen yon sous vòltaj DC rijid ak zewo enpedans. An reyalite, enpedans yon sous vòltaj DC ka inyore. Sipoze ke VSI mache ak yon sous vòltaj ideyal (sous enpedans ekstrèmman ba), vòltaj pwodiksyon AC se antyèman detèmine pa eta a nan aparèy yo chanje nan varyateur la ak ekipman pou pouvwa DC aplike.
Kouran Sous Inverter (CSI)
Lè opinyon varyateur la se yon sous aktyèl DC konstan, yo rele varyateur la yon varyateur sous aktyèl.
Kouran rijid apwovizyone soti nan yon sous pouvwa DC nan CSI, kote sous pouvwa DC a gen gwo enpedans. Anjeneral, gwo induktè oswa kouran fèmen fèmen yo itilize pou bay kouran rijid. Onn aktyèl la ki kapab lakòz se rijid epi li pa afekte pa chaj la. Aktyèl pwodiksyon AC a konplètman detèmine pa aparèy yo chanje nan varyateur la ak eta a nan DC aplike ekipman pou pouvwa a.
2. Klasifye pa faz pwodiksyon
Dapre vòltaj pwodiksyon an ak faz aktyèl la, varyateur yo sitou divize an de kategori: varyateur sèl-faz ak onduleur twa-faz.
Single faz varyateur
Yon sèl-faz varyateur konvèti DC opinyon nan pwodiksyon sèl-faz. Vòltaj pwodiksyon / aktyèl la nan yon sèl-faz varyateur gen yon sèl faz, ak frekans nominal li yo se vòltaj nominal la nan 50Hz oswa 60Hz.
Se vòltaj nominal la defini kòm nivo vòltaj nan ki sistèm elektrik la opere. Gen diferan vòltaj nominal, sètadi 120V, 220V, 440V, 690V, 3.3KV, 6.6KV, 11kV, 33kV, 66kV, 132kV, 220kV, 400kV, ak 765kV. Ba vòltaj nominal ka dirèkteman reyalize atravè itilizasyon transfòmatè entèn oswa varyateur ak sikui boost ak Buck, pandan y ap pou vòltaj nominal segondè, transfòmatè ekstèn ranfòse yo itilize.
Single faz varyateur yo itilize pou chaj ki ba. Pèt sèl faz yo pi wo, ak efikasite sèl-faz pi ba pase twa-faz varyateur. Se poutèt sa, twa-faz varyateur yo se chwa ki pi pito pou chaj segondè.
Twa faz varyateur
Yon varyateur twa-faz konvèti kouran dirèk nan pouvwa twa-faz. Yon ekipman pou pouvwa twa-faz bay twa chanèl pouvwa AC ak ang faz inifòm separe. Anplitid ak frekans nan tout twa vag ki te pwodwi nan fen pwodiksyon an se menm bagay la, men yon ti kras varye akòz chaj la, epi chak vag gen yon chanjman faz nan 120 degre youn ak lòt.
Fondamantalman, yon sèl varyateur twa-faz konsiste de twa varyateur sèl-faz, yo chak ak yon distans faz nan 120 degre, epi chak varyateur sèl-faz konekte ak youn nan twa tèminal chaj yo.
3. Klasifye pa teknoloji komitasyon
Dapre teknoloji komitasyon, li ka divize an de kalite prensipal: komitasyon liy ak fòse varyateur komitasyon. Anplis de sa, ka gen varyateur komitasyon oksilyè ak varyateur komitasyon konplemantè, men kòm yo pa souvan itilize, nou pral yon ti tan diskite sou de kalite prensipal yo isit la.
Liy lan vè
Nan kalite varyateur sa yo, yo ka jwenn vòltaj liy AC sikwi a atravè ekipman; Lè aktyèl la nan SCR fè eksperyans zewo karakteristik, aparèy la etenn. Pwosesis komitasyon sa a rele komitasyon liy, ak varyateur ki travay ki baze sou prensip sa a yo rele varyateur komitasyon liy.
Fòse komitasyon
Nan kalite komitasyon sa a, pa pwal gen okenn pwen zewo nan ekipman pou pouvwa a. Se poutèt sa yo bezwen kèk sous ekstèn pou korije aparèy la. Pwosesis komitasyon sa a rele fòse komitasyon, ak varyateur ki baze sou pwosesis sa a yo rele varyateur fòse komitasyon.
4. Klasifye pa metòd koneksyon
Dapre metòd koneksyon thyristors nan kous la, li ka divize an varyateur seri, varyateur paralèl, ak varyateur pon, nan mitan ki varyateur pon yo plis divize an mwatye pon, pon plen, ak twa-faz pon.
Seri varyateur
Yon seri varyateur konsiste de yon pè tiristor ak sikui RLC (rezistans, enduktans, ak kapasite). Yon thyristor konekte nan paralèl ak sikwi RLC a, ak yon thyristor konekte nan seri ant ekipman pou pouvwa DC ak sikwi RLC la. Sa a se kalite varyateur yo rele yon varyateur seri paske se chaj la dirèkteman konekte nan seri ak sous la pouvwa DC ak èd nan tiristor.
Seri varyateur yo konnen tou kòm varyateur pwòp tèt ou komitasyon paske thyristors yo nan kalite sa a varyateur yo pwòp tèt ou commutated pa chaj la. Yon lòt non pou sa a varyateur se 'chaj commutation varyateur'. Rezon ki fè yo bay non sa a se ke LCR se yon chaj ki bay komitasyon.
Paralèl varyateur
Yon varyateur paralèl konsiste de de tiristor, yon kondansateur, yon transfòmatè tiyo sant, ak yon induktè. Tiristor yo itilize pou bay yon chemen pou koule aktyèl, pandan y ap induktè yo itilize pou kenbe sous aktyèl la konstan. Kondiksyon ak etenn thyristors sa yo kontwole pa kondansateur komitasyon ki konekte ant yo.
Yo rele sa yon varyateur paralèl paske nan operasyon an, kondansateur a konekte nan paralèl ak chaj la atravè yon transfòmatè.
Mwatye pon varyateur
Yon varyateur mwatye pon mande de switch elektwonik yo opere. Bouton yo ka MOSFET, IJBT, BJT, oswa tiristor.Yon mwatye pon ak thyristor ak BJT switch mande pou de dyod adisyonèl, eksepte pou charj pi rezistan, pandan y ap MOSFET yo gen dyod entegre. Nan ti bout tan, de switch yo ase pou satisfè charj pi bon kalite, pandan y ap lòt chaj (induktè ak kondansateur) mande pou de dyod adisyonèl. Dyòd sa yo rele dyod fidbak oswa dyod freewheeling.
Prensip k ap travay nan yon varyateur mwatye pon se menm bagay la pou tout switch, men isit la nou ap diskite sou yon pon mwatye ak switch tiristor. Gen de thyristor konplemantè, ki vle di fè yon thyristor nan yon moman. Pou chaj rezistan, kous la opere nan de mòd. Frekans nan chanje ap detèmine frekans pwodiksyon an. Lè frekans pwodiksyon an se 50HZ, chak tiristor fè yon fwa pou 20ms.
Envèstisè pon konplè
Yon sèl-faz plen varyateur pon gen kat switch kontwole yo itilize kontwole direksyon aktyèl koule nan chaj la. Pon sa a gen 4 dyod fidbak ki ka manje tounen enèji ki estoke nan chaj la nan ekipman pou pouvwa a. Dyòd fidbak sa yo fonksyone sèlman lè tout tiristor yo etenn epi chaj la se pa yon chaj piman rezistan.
Pou nenpòt chaj, sèlman 2 tiristor ap travay nan yon moman. Tiristè T1 ak T2 ap fè nan yon sik, pandan y ap T3 ak T4 ap fè nan yon lòt sik. Nan lòt mo, lè T1 ak T2 nan eta ON, T3 ak T4 nan eta OFF, pandan ke lè T3 ak T4 nan eta ON, de lòt yo nan eta OFF. Ouvèti de oswa plis tiristè nan yon fwa ka lakòz yon kous kout, jenere chalè twòp, epi imedyatman boule kous la.
Twa faz pon varyateur
Endistriyèl ak lòt chaj lou mande pou ekipman pou pouvwa twa-faz. Yo nan lòd yo opere chay lou sa yo soti nan aparèy depo oswa lòt sous pouvwa DC, yon varyateur twa-faz obligatwa. Yo ka itilize yon varyateur pon twa-faz pou objektif sa a.
Yon varyateur pon twa-faz se yon lòt kalite varyateur pon, ki gen ladan 6 switch kontwole ak 6 dyod, jan yo montre nan figi a.
5. Klasifye pa mòd opere
Dapre mòd nan fonksyone, varyateur yo divize an twa kategori prensipal:
Endepandan varyateur
Envèstisè endepandan an dirèkteman konekte ak chaj la epi yo pa pral entèwonp pa lòt sous pouvwa. Endepandan varyateur oswa "off gri mòd varyateur", varyateur la bay pouvwa a chaj la poukont san yo pa afekte pa gri a oswa lòt sous pouvwa.
Onduleur sa yo rele envèstisè mòd gri paske yo pa afekte pa griy sèvis piblik la. Envèstisè sa yo pa ka konekte ak kadriyaj sèvis piblik la paske yo pa gen kapasite senkronizasyon, kote senkronizasyon se pwosesis matche faz ak frekans nominal (50/60hz) nan de sous pouvwa AC.
Griy konekte varyateur
Grid konekte oswa griy konekte varyateur (GTI) gen de fonksyon prensipal. Yon fonksyon nan envèstisè ki konekte griy se bay pouvwa AC soti nan aparèy depo (sous pouvwa DC) nan chaj AC, pandan y ap yon lòt fonksyon nan varyateur ki konekte griy se bay plis pouvwa nan griy la.
Griy konekte varyateur, ke yo rele tou varyateur entèaktif sèvis piblik, varyateur entèkoneksyon gri, oswa varyateur fidbak griy, senkronize frekans ak faz aktyèl la pou adapte yo ak griy la. Lè yo ogmante nivo vòltaj varyateur la, pouvwa a transmèt soti nan sous pouvwa DC a nan griy sèvis piblik la.
Doub pik varyateur
Doub pik varyateur la ka opere kòm tou de yon varyateur konekte gri ak yon varyateur endepandan. Envèstisè sa yo ka enjekte plis enèji ki soti nan sous enèji renouvlab ak aparèy depo nan griy la, epi rekipere elektrisite nan griy la lè enèji ki te pwodwi pa enèji renouvlab pa ase. Nan lòt mo, varyateur sa yo ka opere kòm varyateur endepandan ak varyateur konekte gri selon kondisyon ki nan chaj la. Doub pik varyateur yo se multifonksyonèl, ki gen ladan fonksyon yo nan varyateur endepandan ak envèstisè ki konekte griy.
Fonksyon yon varyateur pik doub pral varye ak chaj la. Si gen yon pwoblèm ak griy pouvwa a oswa lè pouvwa a nan enèji renouvlab ase pou satisfè chaj la, fonksyon li yo pral chanje nan yon varyateur endepandan (li vin tounen yon varyateur endepandan). Nan ka sa a, switch transfè a pral dekonekte varyateur la nan griy la.
Yon fwa enèji renouvlab kòmanse jenere enèji adisyonèl, mòd fonksyone a pral chanje soti nan mòd endepandan nan mòd konekte griy. Inverter la senkronize faz li yo ak frekans ak varyateur la epi li kòmanse enjekte plis enèji nan griy la.
6. Klasifye pa fòm ond pwodiksyon
Ideyal varyateur la refere a yon varyateur ki konvèti siyal DC nan pwodiksyon AC pi sinusoidal. Pwoblèm nan ak aktyèl varyateur se ke siyal pwodiksyon yo pa piman sinusoidal. Dapre fòm ond pwodiksyon an, varyateur yo divize an twa kategori:
Ond kare varyateur
Sa yo se varyateur ki pi senp yo pou konvèti aktyèl dirèk nan kouran altènatif, men fòm vag pwodiksyon an se pa vag sinis pi bon kalite ki nesesè yo. Sa yo varyateur gen vag kare nan fen pwodiksyon an. Nan lòt mo, varyateur sa yo konvèti opinyon DC nan AC nan fòm lan nan vag kare. Pandan se tan, onduleur vag kare yo tou pi bon mache.
Estrikti ki pi senp nan varyateur sa yo ka yon varyateur H-pon. Jan yo montre nan figi a, lè l sèvi avèk SPDT (yon sèl pouse doub jete) switch anvan transfòmatè a ka reyalize yon vèsyon ki pi senp. Transfòmatè sa a pral ede tou reyalize nenpòt nivo vòltaj pwodiksyon vle.
Operasyon an nan yon modèl bay yo trè senp. Senpleman vire sou ak koupe switch la pral ansanm chanje aktyèl la nan tèminal pwodiksyon an. Nan lòt mo, chanje yon sèl poto doub jete nan frekans lan vle pral jenere vag kare AC nan pwodiksyon an nan yon varyateur tipik (sa vle di sant tiyo transfòmatè). Distòsyon Harmony nan yon onn sinis tipik se apeprè 45%, ki ka plis redwi lè w itilize filtè pou filtre kèk Harmony.
Quasi sinis ond varyateur
Ond sinis kwazi, ke yo rele tou varyateur sinis modifye ak onn sinis demisyone. Nan lòt mo, siyal pwodiksyon sa yo varyateur piti piti ogmante nan polarite pozitif. Apre yo rive nan pik pozitif la, siyal pwodiksyon an diminye piti piti jiskaske li rive nan pik negatif la, jan yo montre nan figi a.
Estrikti yon varyateur vag kazi sinis se pi senp pase yon varyateur vag pi bon kalite, men pi konplèks pase yon varyateur vag kare pi.
Malgre ke fòm ond pwodiksyon final la nan varyateur sa yo se pa yon vag sinis pi bon kalite, distòsyon an Harmony nan pwodiksyon an toujou redwi a 24%. Filtrage ap redwi plis distorsion, men kantite deformation toujou enpòtan. Pou rezon sa a, varyateur sa yo pa chwa ki pi pito pou kondwi chaj divès kalite, ki gen ladan sikui elektwonik.
Onn kwazi sinis yo ka domaje aparèy elektwonik ak revèy ki nan kous la pou tout tan. Si yo konekte ak yon varyateur vag kazi sinis, tout aparèy elektrik ki gen motè pa pral travay kòm efikasite tankou sa yo ki konekte nan yon varyateur vag sinis pi. Anplis de sa, tranzisyon rapid fòm ond ka lakòz bri. Akòz pwoblèm sa yo, aplikasyon an nan varyateur vag sinis kazi limite.
Pi bon kalite varyateur sinis
Yon varyateur sinis pi konvèti DC nan prèske pi sinis AC. Ond pwodiksyon an nan yon varyateur pi bon kalite vag sinis se toujou pa yon vag sinis ideyal, men li se pi douser pase vag kare ak kazi ond sinis.
Ond pwodiksyon yon varyateur vag sinis pi bon kalite gen amonik ki ba anpil. Harmonik yo se onn sinis ak miltip enpè frekans fondamantal diferan anplitid. Harmonik yo trè popilè paske yo ka lakòz pwoblèm grav ak divès kalite aparèy elektrik. Lè w sèvi ak divès kalite teknik PWM ak Lè sa a, pase siyal pwodiksyon an nan yon filtè ki ba-pase, Harmony sa yo ka plis redwi.
Konstriksyon ak operasyon envèstisè vag sinis pi yo pi konplèks pase vag kare ak modifye varyateur vag kare.
Sa yo varyateur yo siperyè de premye varyateur yo paske pifò ekipman elektrik mande pou vag sinis pi bon kalite pou opere pi byen. Kòm mansyone pi bonè, vag kare oswa kasi ond sinis ka domaje aparèy elektrik, espesyalman sa yo ki ekipe ak motè. Se poutèt sa, pou itilizasyon pratik, yo itilize yon varyateur sinis pi bon kalite.
7. Klasifye pa kantite nivo pwodiksyon an
Nivo pwodiksyon nenpòt varyateur ka omwen de oswa plis. Dapre kantite nivo pwodiksyon, varyateur yo divize an de kategori: varyateur de nivo ak varyateur milti-nivo.
De nivo varyateur
Yon varyateur de nivo gen de nivo pwodiksyon. Vòltaj pwodiksyon an altène ant pozitif ak negatif, ak altène nan frekans fondamantal la (50Hz oswa 60Hz).
Kèk sa yo rele 'de-nivo varyateur' gen twa nivo nan fòm ond pwodiksyon yo. Rezon ki fè yo klase twa-nivo varyateur nan kategori sa a se ke youn nan nivo yo se zewo vòltaj. Aktyèlman, zewo se twazyèm nivo a, men li toujou klase kòm yon varyateur de etap.
Yon kous varyateur de nivo konsiste de yon sous ak kèk switch ki kontwole aktyèl oswa vòltaj. Akòz limit yo nan pèt switch ak evalyasyon aparèy, operasyon an wo-frekans nan de-nivo varyateur nan aplikasyon wo-vòltaj gen restriksyon. Sepandan, valè nominal switch la ka ogmante atravè seri ak konbinezon paralèl. Gwoup switch ki bay yon sik mwatye pozitif nan yon varyateur de nivo yo rele yon switch gwoup pozitif, pandan y ap lòt gwoup switch ki bay yon sik mwatye negatif yo rele yon switch gwoup negatif.
Akòz rezon sa yo, yon varyateur de nivo pa pi pito. Envèstisè yo mande pou kantite minimòm switch ak sous pouvwa pou opere ak konvèti pouvwa nan ti etap vòltaj. Yon etap vòltaj ki pi piti pral bay fòm ond kalite siperyè. Anplis de sa, li kapab tou redwi vòltaj (dv/dt) estrès ak pwoblèm konpatibilite elektwomayetik sou chaj la. Se poutèt sa, varyateur milti-nivo yo se premye chwa ki pi pratik.
Multi nivo varyateur (MLI)
Yon varyateur milti-nivo konvèti siyal DC nan fòm ond milti-nivo. Ond pwodiksyon an nan yon varyateur milti-nivo se pa dirèkteman pozitif ak negatif altène, men milti-nivo altène. Akòz lefèt ke lis nan fòm vag la se dirèkteman pwopòsyonèl ak kantite nivo vòltaj. Se poutèt sa, varyateur milti-nivo yo pral pwodwi fòm vag douser. Kòm mansyone pi bonè, karakteristik sa a fè li apwopriye pou aplikasyon pratik.
Konklizyon:
Atik sa a prezante 17 kalite prensipal varyateur, men an reyalite, gen anpil lòt klasifikasyon varyateur. Pou egzanp, varyateur milti-nivo kapab tou divize an varyateur kondansateur vole (FCMI), envèstisè dyòd ki sere (DCMI), ak kaskad H-pon varyateur.
Soti nan yon pèspektiv aplikasyon pratik, twa-faz varyateur yo apwopriye pou aplikasyon pou chaj segondè, pi bon kalite varyateur sinis ka pi byen pwoteje aparèy elektrik, ak varyateur milti-nivo yo se chwa ki pi pratik.