Bħala mezz kritiku fit-teknoloġija tal-elettronika tal-enerġija, il-konvertituri tal-frekwenza jintużaw ħafna f'applikazzjonijiet ta 'kontroll industrijali. Il-funzjoni ewlenija tagħhom hija li jikkonvertu l-enerġija AC ta' frekwenza-fissa u ta' vultaġġ-fiss f'enerġija AC ta'-frekwenza u vultaġġ-varjabbli varjabbli. Ibbażat fuq it-tip ta' komponent tal-ħażna tal-enerġija fid-DC link, il-konvertituri tal-frekwenza jistgħu jiġu kategorizzati b'mod wiesa' f'varjanti tat-tip ta' vultaġġ-kurrent-. Dawn iż-żewġ tipi juru differenzi sinifikanti fl-istruttura taċ-ċirkwit, prinċipji operattivi, karatteristiċi ta 'prestazzjoni, u xenarji ta' applikazzjoni. Fehim bir-reqqa ta 'dawn id-distinzjonijiet huwa essenzjali għall-għażla u l-utilizzazzjoni xierqa tal-konvertituri tal-frekwenza.
I. Struttura taċ-ċirkwit u Differenzi fil-Komponent tal-Ħażna tal-Enerġija
Invertituri tat-tip ta' vultaġġ-jutilizzaw kapaċitaturi ta'-kapaċità għolja bħala komponenti tal-ħażna tal-enerġija fil-links DC tagħhom. Il-forom tal-mewġ tal-vultaġġ tad-DC-ġenb tagħhom huma ċatti u juru karatteristiċi ta' impedenza-baxxa. Din l-istruttura tippermetti lill-invertituri tat-tip ta' vultaġġ-li jżommu vultaġġ DC essenzjalment kostanti waqt it-tħaddim, u għalhekk id-deżinjazzjoni tagħhom bħala "invertituri tas-sors ta' vultaġġ-." Ċirkwit tipiku jinkludi tliet komponenti: rettifikatur, kapaċitaturi tal-filtru, u inverter. Il-capacitors mhux biss jiffiltraw il-vultaġġ iżda jipprovdu wkoll enerġija istantanja waqt transitori tat-tagħbija.
Invertituri tat-tip-kurrent jimpjegaw indutturi kbar bħala elementi tal-ħażna tal-enerġija fil-link DC. Il-forma tal-mewġ tal-kurrent DC-tal-ġenb tagħhom hija ċatta, u turi karatteristiċi ta 'impedenza għolja. Il-proprjetajiet tal-ħażna tal-enerġija tal-coil induttiv iżommu kurrent DC relattivament stabbli, għalhekk id-denominazzjoni "inverter tat-tip ta 'sors kurrenti-." Fl-istruttura taċ-ċirkwit tiegħu, l-induttur huwa konness f'serje fi ħdan il-linja DC, li jippermetti t-trasferiment tal-enerġija billi jsostni l-kurrent kostanti. Din il-konfigurazzjoni trażżan bil-qawwa l-varjazzjonijiet tal-kurrent, u tagħmilha partikolarment adattata għal applikazzjonijiet li jeħtieġu kontroll kostanti tal-kurrent.
II. Prinċipju ta' Ħidma u Mekkaniżmu ta' Trasferiment tal-Enerġija
Il-prinċipju operattiv tal-inverters ta' vultaġġ-sors huwa bbażat fuq il-kunċett ta' "inverter ta' vultaġġ-sors". Wara li r-rettifikatur jikkonverti AC għal DC, capacitors iżommu vultaġġ stabbli DC bus. L-inverter juża teknoloġija PWM (Pulse Width Modulation) biex jikkonverti DC f'AC varjabbli -frekwenza, bil-forma tal-mewġ tal-vultaġġ tal-ħruġ ikkontrollata mill-bdil ta 'apparat semikonduttur. Meta jseħħu bidliet fit-tagħbija, il-kapaċitatur jiċċarġja u jarmi malajr biex iżomm l-istabbiltà tal-vultaġġ, li jippermetti rispons mgħaġġel għal żidiet ta 'tagħbija f'daqqa.
Invertituri tat-tip-kurrent jimpjegaw il-prinċipju tal-"inverżjoni tas-sors-kurrent". Il-kurrent DC iġġenerat miċ-ċirkwit tar-rettifikatur jittaffa minn induttur qabel ma jiġi kkonvertit f'output AC mill-inverter. Il-qalba tal-kontroll tagħha żżomm kurrent DC kostanti, u taġġusta l-angolu tal-konduzzjoni tal-apparati tal-iswiċċjar tal-inverter biex tbiddel il-frekwenza u l-amplitudni tal-kurrent tal-ħruġ. Minħabba r-reżistenza tal-inductor għall-bidliet kurrenti, is-sistema twieġeb relattivament bil-mod għal varjazzjonijiet f'daqqa tat-tagħbija iżda turi reżistenza superjuri għal xokk waqt ħsarat bħal short circuits.
III. Analiżi Komparattiva tal-Karatteristiċi tal-Prestazzjoni
1. Karatteristiċi ta' Rispons Dinamika:Invertituri tat-tip vultaġġ-, li jibbenefikaw mill-kapaċità ta 'ċarġ/ħatt rapidu ta' capacitors, tipikament juru veloċitajiet ta 'rispons dinamiku 3-5 darbiet aktar mgħaġġla minn inverters tat-tip ta'-kurrent, li jagħmluhom partikolarment adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu aċċelerazzjoni u deċelerazzjoni frekwenti. Invertituri tat-tip kurrenti, minħabba l-inerzja tal-inductor, jirrispondu aktar bil-mod iżda joffru prestazzjoni aktar bla xkiel.
2. Kapaċità tal-Ibbrejkjar Riġenerattiv:Inverters tat-tip kurrenti-inerenti għandhom kapaċità ta' feedback tal-enerġija. Meta l-mutur jopera fil-modalità tal-ġeneratur, l-enerġija tista 'tittieħed b'mod naturali lura fil-grilja mingħajr ma teħtieġ unitajiet addizzjonali tal-ibbrejkjar. Invertituri tat-tip ta' vultaġġ-jeħtieġu l-installazzjoni ta' resistors tal-ibbrejkjar jew unitajiet ta' feedback biex tinħela l-enerġija.
3. Karatteristiċi tal--Protezzjoni taċ-Ċirkwit Qasir:Waqt ċirkwiti qosra tal-ħruġ, invertituri tat-tip ta'-kurrent jillimitaw żidiet f'daqqa tal-kurrent permezz tal-inductance. Is-sistema tinterrompi malajr il-kurrenti tal-ħsara billi taqleb il-pont tar-rettifikatur għall-modalità inverter. Invertituri tat-tip ta' vultaġġ-jistgħu jiġġeneraw kurrenti ta' ċirkwit qasir-massiv minħabba l-iskariku tal-kapaċitatur, li jeħtieġu dipendenza fuq ċirkwiti ta' protezzjoni veloċi.
4. Karatteristiċi armoniċi:Invertituri tat-tip ta' vultaġġ-jesibu kontenut armoniku ta' vultaġġ tal-ħruġ aktar baxx (tipikament<5%), but higher input current harmonics (THD up to 30-50%), necessitating input reactors. Current-type inverters have relatively lower input harmonics (THD approx. 10-15%), but more pronounced output current waveform distortion.
5. Fattur ta 'Effiċjenza u Enerġija:Invertituri tat-tip ta 'vultaġġ-esibixxu fattur ta' enerġija aktar baxx taħt tagħbijiet ħfief (madwar 0.7-0.8), li jilħqu 'l fuq minn 0.95 b'tagħbija sħiħa; invertituri tat-tip kurrenti -jżommu fattur ta 'enerġija relattivament stabbli, għalkemm l-effiċjenza ġenerali hija 2-3 punti perċentwali inqas mit-tip ta' vultaġġ.
IV. Differenzi fix-xenarji ta' applikazzjoni tipiċi
Inverters tat-tip ta 'vultaġġ-saru l-mainstream tas-suq, li jammontaw għal aktar minn 90% tal-applikazzjonijiet industrijali, minħabba l-vantaġġi tagħhom ta' struttura sempliċi, spiża aktar baxxa, u kontroll flessibbli. Huma partikolarment adattati għal:
● Tagħbijiet tat-torque kwadri bħal fannijiet u pompi.
● Drives tal-magħżel tal-għodda tal-magni li jeħtieġu kontroll preċiż tal-veloċità.
● Sistemi ta 'conveyor b'muturi multipli li joperaw b'mod parallel.
● Servo kontroll li jitlob rispons dinamiku għoli.
Invertituri tat-tip-kurrent iżommu pożizzjonijiet insostitwibbli f'applikazzjonijiet speċifiċi:
● Tagħmir ta' xogħol tqil-li jeħtieġ tħaddim frekwenti 'l quddiem/reverse, bħal rolling mills ta'-qawwa għolja u paranki tal-mini.
● Kontroll tal-bidu artab-għal fannijiet ultra-kbar (qawwa > 2000kW).
● Tagħbijiet ta 'enerġija potenzjali li jeħtieġu feedback ta' enerġija, bħal ċentrifugi u conveyors belt għan-niżla.
● Applikazzjonijiet speċjali bħal apparati ta 'kumpens ta' qawwa reattiva (SVG) f'sistemi ta 'enerġija.
V. Xejriet Teknoloġiċi u Rakkomandazzjonijiet tal-Għażla
Bl-avvanzi f'apparati ġodda tal-enerġija bħall-IGBTs, invertituri tat-tip vultaġġ-gradwalment jegħlbu l-isfidi tal-applikazzjoni f'dominji ta'-vultaġġ għoli, ta' enerġija għolja-permezz ta' teknoloġiji bħal topoloġiji f'diversi livelli u rettifika virtwali. Invertituri tat-tip kurrenti-, sadanittant, għamlu passi fl-ottimizzazzjoni tat-topoloġija (eż., invertituri tas-sors tal-kurrent b'ħafna livelli modulari-) u titjib fl-algoritmu tal-kontroll (eż. kontroll tal-kurrent tbassir).
Meta tagħżel inverters għal applikazzjonijiet prattiċi, ikkunsidra l-fatturi li ġejjin:
1. Karatteristiċi tat-Tagħbija:It-tip ta' vultaġġ-huwa preferut għal tagħbijiet ta' torque-kwadri; it-tip ta'-kurrent għandu jiġi kkunsidrat għal-tagħbijiet ta' enerġija-kostanti jew potenzjali.
2. Rating tal-qawwa:It-tip ta' vultaġġ-huwa preferut għal<500kW; evaluate current-type solutions for >2000kW.
3. Rekwiżiti tal-Ibbrejkjar:It-tip-kurrenti joffri kost-effettività akbar f'applikazzjonijiet b'ibbrejkjar frekwenti.
4. Kundizzjonijiet tal-Grid:It-tip ta'-kurrent jipprovdi immunità ta' disturbi aktar b'saħħitha f'żoni b'kundizzjonijiet ta' grilja dgħajfa.
5. Spejjeż ta' Manutenzjoni:L-unitajiet tat-tip ta' vultaġġ-offru interkambjabbiltà aħjar tal-ispare parts u manutenzjoni aktar faċli.
Fil-futur, hekk kif apparati semikondutturi b'bandgap wiesa'- isiru aktar prevalenti, il-konfini tal-prestazzjoni bejn dawn iż-żewġ tipi ta' inverter jistgħu aktar iċċajpar. Madankollu, il-fehim tad-differenzi fundamentali tagħhom jibqa' essenzjali għal applikazzjoni xierqa. Fl-inġinerija prattika, xi kultant jintużaw topoloġiji ibridi-bħaż-żieda ta' indutturi DC ma' invertituri tat-tip ta' vultaġġ-biex jgħaqqdu l-vantaġġi taż-żewġ tipi-u disinji innovattivi bħal dawn jeħtieġu wkoll attenzjoni.