Các đặc điểm của chỉnh lưu công suất biến tần ba pha là gì?
Bộ nguồn tần số thay đổi được thiết kế và sản xuất đặc biệt cho các thiết bị xuất nhập khẩu và chúng tương ứng với các hệ thống cung cấp điện của Châu Âu và Châu Mỹ. Chúng có thể được sử dụng làm nguồn điện cho các dây chuyền sản xuất và thiết bị điện 60Hz nhập khẩu, đồng thời cũng có thể được sử dụng làm dây chuyền sản xuất các sản phẩm điện xuất khẩu để thử nghiệm.
Các đặc điểm của chỉnh lưu công suất biến tần ba pha là gì?
Đầu vào của hệ thống điện ba pha là mạng xoay chiều ba pha ba dây 380V/50Hz và đầu ra là mạng ba pha bốn dây 0-500V, 60Hz AC, có thể chia thành hai các bộ phận: mạch chuyển đổi năng lượng chính và mạch điều khiển. Để cải thiện khả năng thích ứng của đầu ra ba pha với tải không cân bằng, mạch chính và mạch điều khiển của nguồn điện ba pha được thiết kế theo ba bộ nguồn điện một pha độc lập. Mạch chính sử dụng cấu trúc AC-DC, bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc DC, biến tần, bộ lọc AC và máy biến áp. Trong số đó, bộ phận AC-DC là bộ chỉnh lưu cầu, được khởi động từ từ bằng công tắc tơ AC và tụ điện, và được lọc để thu được dòng điện ổn định. Chỉnh lưu có các đặc điểm sau:
1. Khi bộ chỉnh lưu được khởi động một phần, công tắc tơ AC được sử dụng để khởi động "mềm" và giảm tác động lên lưới điện.
Phần biến tần DC-AC sử dụng cấu trúc toàn cầu một pha. Các hệ thống ba pha có ba bộ biến tần một pha giống hệt nhau dùng chung thanh cái DC tạo thành lõi của nguồn điện. Biến tần sử dụng IGBT làm phần tử chuyển mạch. Sử dụng tần số chuyển đổi IGBT cao hơn, biến tần được điều khiển bằng điều chế độ rộng xung hình sin (SPWM) và dòng điện một chiều ổn định được chuyển đổi thành đầu ra dòng điện xoay chiều được điều chế độ rộng xung. Tần số cơ bản của dòng điện xoay chiều là công suất đầu ra mong muốn. Đầu ra sóng điều chế độ rộng xung từ biến tần được lọc bởi mạch lọc đầu ra LC và dòng điện hình sin AC được đưa ra. Đầu ra của ba mạch biến tần một pha khác nhau 120 độ điện. Chúng độc lập về điện với nhau ở phía sơ cấp của máy biến áp và được kết nối theo cấu hình hình sao ở phía thứ cấp của máy biến áp để tạo ra nguồn điện xoay chiều ba pha cần thiết.
Để cải thiện khả năng tương thích điện từ, hãy kết nối các bộ lọc nhiễu với đầu vào và đầu ra của nguồn điện.
Mạch điều khiển bao gồm giám sát trung tâm thông minh, điều khiển dạng sóng và điện áp một pha, điều khiển biến tần IGBT, phát hiện đầu ra, phát hiện và bảo vệ lỗi, giao diện hiển thị hoạt động, nguồn điện điều khiển và các bộ phận khác để hoàn thành việc kiểm soát tần số đầu ra, điện áp và dạng sóng. Điều khiển hệ thống cung cấp điện, chẩn đoán và bảo vệ lỗi hệ thống, vận hành và trạng thái và các chức năng khác. Trong số đó, điều khiển điện áp và dạng sóng của đầu ra một pha sử dụng ba điều khiển một pha độc lập, do đó, mỗi pha của nguồn điện ba pha có thể được sử dụng độc lập làm nguồn điện một pha và có thể áp dụng cho bất kỳ nguồn điện đơn lẻ nào. -cấp điện pha. Kết thúc tải. Điều này cải thiện khả năng thích ứng tải của bộ cấp nguồn.
2. Mạch bảo vệ và dòng điện IGBT
Mạch điều khiển và bảo vệ của IGBT được thiết kế cho cầu biến tần một pha. Mạch điều khiển và bảo vệ bao gồm một bảng mạch in được trang bị cầu biến tần một pha và bộ làm mát để tạo thành mô-đun bộ biến tần một pha. Mạch điều khiển lấy module điều khiển tích hợp M57962 của tập đoàn Mitsubishi Nhật Bản làm lõi. M57962 là mạch điều khiển dành riêng cho các mô-đun IGBT có thể điều khiển các thành phần lên đến 400A/1200V. Mạch có cách ly bộ ghép quang nhanh bên trong, phù hợp với hoạt động chuyển đổi tần số cao khoảng 20 kHz và có chức năng bảo vệ quá dòng bên trong. Mạch điều khiển sử dụng nguồn kép cộng 15 V / -10 V để cải thiện khả năng khử nhiễu.
Giai đoạn phía trước của mạch điều khiển là mạch xử lý tín hiệu PWM. Sau khi tín hiệu PWM một kênh gửi bởi mạch điều khiển được định hình và đảo ngược bởi bộ so sánh điện áp, hai tín hiệu 180 độ khác nhau được sử dụng làm tín hiệu điều khiển cho các nhánh cầu trên và dưới. Tín hiệu đi qua mạch vùng chết và cạnh lên của nó bị trễ 3-4μs để đảm bảo rằng vùng chết của nhánh cầu trên và nhánh cầu dưới không ít hơn 3μs, sau đó chúng được gửi đến mạch điều khiển.
Bảo vệ quá dòng nguồn điện này sử dụng sơ đồ bảo vệ quá dòng kép kết hợp bảo vệ trực tuyến với bảo vệ tập trung cho các ống và nhánh cầu. Bảo vệ trực tuyến với ống được hoàn thành bởi mạch bảo vệ bên trong M57962. Mạch bảo vệ trung tâm sử dụng cảm biến dòng điện HL với tốc độ phản hồi cực nhanh để phát hiện dòng điện mạch trung gian. Nếu mạch vượt quá ngưỡng đã đặt, mạch bảo vệ sẽ chặn tín hiệu điều khiển của tất cả các IGBT của cầu ngược. Bộ chống sét lan truyền sử dụng một thanh cái DC song song với một tụ điện không cảm ứng để hấp thụ xung điện áp trong quá trình chuyển mạch. Đối với điện áp tăng đột biến do dòng điện lớn tạo ra trong quá trình bảo vệ quá dòng, việc rút ngắn đường dây DC để giảm độ tự cảm phân tán, giảm ngưỡng bảo vệ một cách hợp lý và tăng khả năng hấp thụ có thể giải quyết vấn đề này. Ngoài ra, bảng điều khiển được trang bị hai thiết bị bảo vệ để ngăn quá nhiệt của bộ cấp nguồn và bảo vệ thiếu điện áp của mạch trung gian.
3. Mạch điều khiển
Nguồn điện sử dụng ba pha và độc lập với hệ thống điều khiển đầu ra và giám sát trung tâm. Nó bao gồm ba bộ mạch điều khiển một pha và một bộ mạch giám sát trung tâm. Mạch điều khiển một pha hoàn thành điều khiển tần số, điện áp và dạng sóng. Mạch giám sát trung tâm hoàn thành cài đặt điện áp và tần số đầu ra, từng đơn vị chức năng của hệ thống cấp nguồn, bảng điều khiển và điều khiển logic I/O, phát hiện và hiển thị lỗi. Điện áp được đặt làm đại lượng tương tự và tần số được đặt làm tín hiệu nhấp nháy địa chỉ hàng chục. Tín hiệu thiết lập, tín hiệu logic điều khiển và bảo vệ, và nguồn điện điều khiển tạo thành bus tín hiệu của hệ thống. Ba bộ mạch điều khiển một pha, mạch giám sát tập trung và mạch cấp nguồn được tích hợp thành một.
1) Mạch điều khiển ba pha
Điều khiển dạng sóng nhắm vào đầu ra điện áp một pha và sử dụng sơ đồ điều khiển hai vòng với vòng dòng điện bên trong. Trong hệ thống dạng sóng điện áp bao gồm hai vòng điều khiển, vòng hiện tại là vòng bên trong, đối tượng được điều khiển của vòng này là dòng điện Ic của tụ lọc, vòng điều khiển dạng sóng điện áp nằm bên ngoài vòng hiện tại và vòng này ảnh hưởng đến giá trị điện áp ra tức thời. Việc điều khiển được thực hiện sao cho điện áp đầu ra và dòng tụ lọc được phát hiện và định hình bởi mạch phát hiện, sau đó được gửi trực tiếp đến vòng dạng sóng so với vòng dạng sóng và dạng sóng hình sin tiêu chuẩn, và xung điều khiển PWM được tạo ra sau đó điều chỉnh vòng lặp kép.
Việc tạo sóng hình sin tiêu chuẩn sử dụng phương pháp bảng tra cứu điển hình để đánh địa chỉ và tra cứu bảng. Dữ liệu sóng hình sin tiêu chuẩn được lưu trữ trong EPROM và EPROM được điều khiển theo trình tự tần số đầu ra và đầu ra kỹ thuật số hình sin của EPROM được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự bằng bộ chuyển đổi D/A. . Đại lượng tương tự có cực dương và được dịch chuyển xuống đối xứng bởi mạch op amp. Sau khi chặn tụ điện, tín hiệu chuẩn hình sin được xuất ra.
Điều khiển điện áp được thực hiện bởi thiết lập Billy với điều khiển vòng kín. Tín hiệu điện áp đầu ra AC được gửi bởi mạch phát hiện trở thành biến phản hồi DC có thể điều chỉnh sau khi điều chỉnh biên độ, trao đổi giá trị tuyệt đối và mạch lọc tích cực. So với tín hiệu phản hồi, độ lệch được gửi đến bộ điều khiển tỷ lệ và sau khi được bộ điều khiển khuếch đại, nó được gửi đến biên độ sóng hình sin tiêu chuẩn, do đó giá trị trung bình của điện áp đầu ra không đổi và đầu ra ổn định.
Điều khiển tần số là điều khiển thông qua cài đặt sóng hình sin tiêu chuẩn. Dung lượng lưu trữ của một chu kỳ dữ liệu hình sin tiêu chuẩn là 1024 byte, tần số của sóng hình sin tiêu chuẩn tương ứng với tần số đầu ra danh nghĩa ở 60 Hz và tần số của tín hiệu nhấp nháy địa chỉ EPROM phải là 409,6kHz. Bộ tạo dao động tinh thể được sử dụng để phân chia tần số để thu được tín hiệu, sao cho tần số đầu ra chính xác và ổn định, đồng thời đảm bảo hiệu suất tốt. Mạch điều chế tần số chuyên dụng có thể được đặt ở dải tần số 45-60Hz. Trong ba nhóm mạch điều khiển một pha, dữ liệu hình sin tiêu chuẩn được lưu trữ trong EPROM khác với i 120 độ điện.
2) Mạch giám sát trung tâm
Mạch bao gồm một bộ vi điều khiển 16-bit 80C196 làm lõi. Nó sử dụng giao diện chuyển đổi A/D kênh 8-trong CPU để hoàn thành việc phát hiện số lượng tương tự, sử dụng các ngắt CPU và PIO bên ngoài để hoàn thành logic hoạt động và phát hiện lỗi cũng như bảng điều khiển để biểu thị điều khiển. Bảo vệ quá áp đầu vào và đầu ra và bảo vệ quá tải đầu ra được thực hiện trong phần mềm.
Mạch phát hiện bao gồm ba phần: phát hiện điện áp đầu ra, phát hiện dòng điện đầu ra và phát hiện dòng tụ lọc. Để cải thiện tốc độ điều khiển của ống lót và đảm bảo chất lượng điện năng, phần tử cảm biến được kết nối với ống lót sử dụng cảm biến cân bằng từ HL và tất cả các tín hiệu phát hiện đều được cách ly về điện khỏi mạch điều khiển chính.
