הבנה של תיקון כוח וצורך בשליטה דינאמית

תיקון כוח (PFC) הוא טכניקה קריטית בהנדסה חשמלית שמשפרת את היעילות של מערכות אספקת חשמל על ידי צמצום הבדל שלב בין מתח וזרם נוכחי. גורם כוח גרוע, הנגרמת לעתים קרובות על ידי עומסים אינדוקטיביים כגון מנועים, מתאמים, תאורה פלורסנט, תוצאות בזרימת כוח תגובתי גבוהה יותר, אובדן קו מוגבר, ועונשי תועלת פוטנציאליים יכולים לתקן כוח סטטי, אבל גורם תעשייתי זה דורש פיצויי כוח יציבים יציבים, 000, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח יציבים, 000 כוח אמיתי, 000 כוח, 000, 000 כוח יעיל, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח יעיל, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח יעיל, 000 כוח יעיל, 000 כוח יעיל, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח פעיל, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח, 000 כוח יעיל יותר, 000 כוח

מטרותיך ל-Power Electronics

Thyristor הוא מתג מוליכים למחצה דו-פעפיים שניתן להפעיל על ידי אות שער ועדיין להמשיך לבצע עד הזרם דרך זה טיפות מתחת לערך אחזקה.התנהגות זו ממבדילה אותו מטריסטורים, מה שהופך אותו אידיאלי עבור יישומים קו-קודמיים AC שבו פעם מופעל, המכשיר באופן טבעי נע במעבר אפס של הגל הנוכחי.

כאשר מתח חיובי מוחל בין aode ו Cathode לבין דופק שער קצר מוזרק, thyristor נכנס התנהגות.ההפך-on הוא regenerative, כלומר המבנה הפנימי של p-n-p-n-p-n-p-n של המבנה ישארוההההה על. כדי לכבות אותו, זרם השבר חייב להיות מופחת מתחת לזרם ההחזקה, אשר באופן טבעי מתרחשת כל מחזור במעגלים של AC.

דירוגים חשמליים מרכזיים לשקול כוללים:

  • (ב) ,0) ,Voltage חוסמת יכולת (Virph:1 ,RRMFillo:2 , VFLT 3:DRMFLT:4):5 חייב לעלות על מתח קו שיא בתוספת טראנסים.
  • (ב) [15] ,ב-[[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]
  • (ב) ויקרא י"א): "ה' (ב"ד): "ה'" (בראשית כ"ד): "ה')" (בראשית כ"ד)" (בראשית כ"ד).
  • (ב) שיעור עלייה של מתח מחוץ למדינה (dV/dt): אנדרט 1 מונע תפנית חדה עקב מעברי מתח מהירים.
  • (ב) ,0) תכונות של חומר: 1FLT:1 וולטאז' וזרם צריך להיות מופעל באופן אמין על המכשיר.

עבור יישומי PFC, Thyristors לעתים קרובות יחד עם מעגלים נוסטל כדי לדכא dV / dV ו לחסן oscillations הנגרמת על ידי capacitor לעבור לתוך אוטובוס חי. בחירת מקטור עם יכולת גבוהה dV / dt יכול להפחית מורכבות נחירות הפסד.

תפקיד ה- Thyristors in Dynamic Power Factor תיקון

ב-PFC סטטי, קפצויים קבועים מחוברים באופן קבוע או מוחלף מכני.גישה זו אינה יכולה לעקוב אחר תנאי העומס המשתנה במהירות, מה שמוביל לתיקון יתר (גורם כוח מוביל) או תחת תיקון (גורם כוח מגרד) ה- Thyristor-switched capacitors (TSCs) וכורים הנשלטים על ידי Thyristor (TCRs) לפתור זאת על ידי התאמת הכוח הפעילני לתוך מחזור על ידי מחזור על ידי מחזור על ידי מחזור על ידי מחזור על ידי מחזור.

(FLT:0)Thyristor-Switched Capacitor (TSC):Fillo:1A Capacitor מחובר בסדרה עם זוג thyristor דו-כי-כיווני (back-to-back SCRs) The thyristors are Gated רק כאשר מתג AC על פני ה- Zero, מצמצם את ה-Facitor הנוכחי המחובר למעשה למספר רב של מחסנים, כדי לספק מחסנים שונים של קיבולת.

(FLT:0)Thyristor-Controlled Reactor (TCR): FLT:1 An Inductor ממוקם בסדרה עם זוג thyristor דו-צדדי.על ידי עיכוב זווית הירי יחסית לצומת אפס של המתח, החדירה האפקטיבי (וכך הכוח האקטיבי נספג) הוא מגוון ברציפות מצמד פתוח כמעט ללא הרף בזווית של אפס לתפקוד מלא ב -90 מעלות זה, מספק כוח חטוף קבוע עם TCRERSacterative).

שילוב שתי גישות אלה מאפשר מערכת PFC לשמור על גורם הכוח בתוך להקה צרה סביב אחדות, ללא קשר לעומסים.היכולת של Thyristor לעבור בתוך חצי מחזור עושה את ההוראות זמן התגובה של גודל מהר יותר מאשר אנשי קשר אלקטרו-מכאניים, אשר מוגבלים לאחד או שניים פעולות לשנייה.

תגיות: Thyristor- Based PFC

התנצלות

הטופולוגיה הנפוצה ביותר עבור מערכות תלת-אפ היא בנק TSC / TCR המחוברת ביותר עבור הפצה דלת-התעסוקה (480 V ולמטה), שלושה-phase TSC עם מודולים בודדים עבור כל שלב מציע אדמוניות.ביישומים בינוניים-voltage (2.4 kV-35 kV), מחסנית מיוחדות עם סדרות מחוברות הם המשמשים כדי להשיג את הדירוג הנדרש כדי להשיג.

עבור מערכות חד-פעמיות, תצורה פשוטה של SCR אחורית בסדרה עם capacitor מספיק.נהגי השער חייבים להיות מבודדים כי ה- SCR קטודות הן בפוטנציאלים שונים בהתאם לתצורה המעגלית.

בחירה מתאימה

בחירת המחוקק כוללת חישוב המתח הגבוה ביותר במעלה ה- RMS הנוכחי. עבור בנק חרישי, מתח השיא על פני מתג מתרחשת כאשר capacitor מנותק ומתח הקו עולה לשיאו.להוסיף שולי 10-20% עבור צניחה מתחים (RMS הנוכחי דרך המחוקק עומד על זרם יציב, אך בשלב הראשוני ניתן להוסיף 10 עד 10 מעלות צלזיוס) בדרך כלל לעמוד על פני מחזורים קטנים יותר (F) גבוה יותר (הדרגה הנוכחית) על ידי ה-הדרגה הנוכחית (המתקפה) על- 10 פעמים) באופן טיפוסית) על-הדרגה התחתונה (הדרגה הנוכחית, בדרך כלל, בדרך כלל, לעומת דירוג נמוך יותר) גבוה יותר) גבוה יותר (F) על- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10- 10-מפרק הנוכחי, בדרך כלל, בדרך כלל, לעומת דירוג גבוה יותר) על-מפרק הנוכחי, בדרך כלל, בדרך כלל, בדרך כלל, בדרך כלל, בדרך כלל, בדרך כלל, על-מחץ מוגבל (היתר של ה-עשר) על-עשר) נגד ה-עשר פעמים) על-עשר) על-ידי ה-ידי ה-מפרק העליון, זרם RMS, בדרך כלל, זרם

רשת הנחירות - בדרך כלל מעגל סדרת RC בכל SCR - צריך להיות מתוכנן להגביל את dV / dt לפחות מאשר דירוג המכשיר. ערכים אופייניים נע בין 10 ⁇ ל 100 ⁇ עבור המתנגד ו 0.1 μF ל 1 μF עבור ה- capacitor. The snubber גם לחיק טבעת גבוהה במהלך מעבר.

עיצוב שער

מעגלים של כונן שער עבור שלךריסים ביישומים PFC חייבים לספק דופק קבוע גבוה (לעתים קרובות 1-5 A) עם זמן עלייה מהיר ( 1< μs) כדי להבטיח תפנית אמינה על ולהפחית הפסדים. עבור חזרה-בחזרה SCRs, שני כונן שער מבודד נפרד נדרשים.

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (בשיתוף פעולה) של ה-[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  • (FLT:0)Optocoupler או בידוד סיבים אופטיים:FLT 1 מאפשר דופקי שער ארוכים יותר וניתן לשלב אותם עם בקרים דיגיטליים.
  • (FLT:0) מודולים של נהג שער משולב: 1 מכשירים כמו Infineon 1ED020I12-F2 או דומה מבודד IGBT / SiC פורטל יכול להיות מותאם עבור SCRs על ידי התאמת שלב הפלט.

רוחב הדופק השער צריך להיות ארוך מספיק כדי להבטיח את ה- SCR latches על.כלל טוב של אצבע הוא 100 מיקרומטר ל 1 מ', בהתאם לעומס הנוכחי. עבור עומסים אינדוקטיביים כמו TCR, דופק ארוך יותר (עד לחצי המלא) עשוי להיות נחוץ כדי לשמור על התנהגות עד אפסים טבעיים הנוכחי.

מדריך שלב-בי-Steptlementation Guide

1. דרישות וספקטיבה

החל על ידי מדידת פרופיל הכוח הקיים וביקוש כוח תגובתי (kVAR) על יום הפעלה טיפוסי.קבע את סך הפיצוי הנדרש כדי להעלות את גורם הכוח למטרה (בדרך כלל 0.95–0.99) להחליט בין בקרת צעד דיסקרטי (TSC) או בקרה רציפה (TCR + capacitors קבוע) עבור רוב היישומים התעשייתיים, שילוב של כמה שלבים TSC (למשל, 50 kVAR) ו- kVar) בתוספת , kVar) , 2.

עיצוב מעגל הכוח

צייר את הדיאגרמה קו אחד המציגה את ההפסקה העיקרית, המהפך הנוכחי, נקודות מתח חישה, מודולים thyristor ו- capacitor / בנקי מחנך. לחשב את זרם RMS מדורג עבור כל ענף בגודל של קלינג, מתפתלים, ואוטובוסים בהתאם. Include a pre-inector התנגדות במקביל עם מתג הראשי של Thyris עבור כל קפיטור להגביל את השחית במהלך מתח משני; הוא התנגדות על ידי מייצב או מייצבים.

3.בחר את Thyristors ו-Subber Components

לדוגמה, סניף של 480 V, 50 kVAR TSC יש זרם מדורג של כ 60 A (I= kVAR × 1000 / ( ⁇ 3 × 480) , מתח קו השיא הוא 678 V. בחר SCR עם VuaFLT:0RRMFLT 1 ⁇ 1200 V ו IFreave:2T(AV) LT 3, 000 עבור ⁇ 5 (R) בדרך כלל מעל 10.

4. בנה את שער כונן ובקרת מעגל

עיצוב בקר מבוסס מיקרובקר (למשל, באמצעות dsPIC או ARM Cortex-M) כי מתח קו דגימות עומס לטעון הנוכחי כדי לחדד את הפיצוי הנדרש.הבקר פלט דופקים סיבי אופטיים לכל זוג Thyristor. Implement שלב-locked לולאה נעולה כדי לסנכרן יורה עם מעברי AC.עבור TSC, האש את SCR בדיוק במתח ל- 0 ° כדי ל- 0 ל-TCR כדי למזער את ה- 0.

5. A להרכיב ומבחן

לאחר הסתחרפות על תנור חום מתאים (אוויר או קירור נוזלי במידת הצורך), כוח על מעגל הבקרה תחילה ולוודא הדופקים שער. ואז ליישם בהדרגה את הכוח הראשי.עקוב אחר גורם הכוח עם מנתח ייעודי.לעד את לוגיקה הירי ואת סף פיצוי.מבחן תחת תנאים שונים עומס, כולל צעדים חמורים פתאומיים, כדי להבטיח שהמערכת מגיבה באופן דקדק.

טכניקות בקרה מתקדמות

בקרת שלב סינכרוני

Instead of firing at a fixed delay relative to zero crossing, advanced controllers use predictive algorithms that account for grid harmonics and voltage distortion. By precisely timing the SCR turn-on, the harmonic content injected by the switching action can be minimized. For TCRs, symmetry of firing in both positive and negative half-cycles is critical to avoid DC offset in the reactor current.

המונחים:Loop Power Factor

בקר PI או PID מקבל את הגורם הכוח נמדד (או כוח תגובתי) כמו משוב והתאמה זוויות הירי של Thyristor בהתאם.פלט הבקר ממפה את הצעד הרצוי של capacitor או TCR התנהגות זווית. כדי למנוע ציד בין שלבים סמוכים, היסטריה מווספת.עבור מערכות עם מספר שלבים TSC, מכונה המדינה מתחברת או ניתוק ענפים לגישה למטרה תוך כדי החלפת תדירות.

מזון-Forward Compensation

על ידי ניטור העומס הנוכחי בזמן אמת, בקר יכול לצפות את התיקון הדרוש ולפעול מראש.זה מקטין את זמן הסידור ומשפר את הביצועים עבור עומסים דינמיים מאוד כמו מכונות או מעליות.

יתרונות ואתגרים

(ב) ויקרא י"ד:

  • מהירות החלפת מחזור מאפשרת פיצוי של עומסים שונים במהירות.
  • אין ללבוש מכני, המוביל לאמינות גבוהה בסביבות קשות.
  • הזרקת הרמונית מופחתת בהשוואה לציפוי שעברו מכני (כאשר החלפת אפס-וולטראז' מיושמת).
  • תואם את מערכות הבקרה הדיגיטליות לשילוב רשת חכמה.

(ב) ויקרא י"ד:

  • Thyristors דורשים עיצוב קפדני של snubber כדי למנוע טריגר או כישלון כוזב עקב dV / dt.
  • בנקים של טמפטור מכווצים יכולים לגרום לטראנסים ולעיוות הרמוני אם לא מסונכרן כראוי.
  • בידוד כונן שער מוסיף עלות ומורכבות.
  • ההפסדים במקדש (על המדינה ירידה) ומתנגדי הנחירות להפחית את היעילות הכוללת, אם כי בדרך כלל רק 0.5–1% מהדירוג KVAR.
  • מברשת נוכחי לתוך capacitors יכול לעלות על דירוגים שלך אם לא מוגבל על ידי מעגלים בתשלום מראש או כורים סדרה.

דוגמה מעשית: מערכת 3-Phase TSC / TCR עבור 1000 kVAR

שקול מפעל ייצור עם עומס מצטבר של 0.98 מזין משתנה מ 500 kVAR ל 800 kVAR מינוף.גורם כוח המטרה הוא 0.98 מינוף. גישה עיצוב היא להתקין בנק קבוע של 400 kVAR לספק תיקון בסיס, ולאחר מכן ACR מדורגת ב 200 kVAR כדי לספוג כוח עודף כאשר העומס הוא אור, ושניים של 120 מעלות של מתח 14% עבור כל אחד של TCR הוא קנה מידה גבוהה של שימוש ב- 4KR.

בדיקות ועידה של שיטות הטובות ביותר

לפני energizing את המערכת המלאה, לבדוק כל מודול חג המולד עם נמוך מתח נמוך, מקור קבוע נמוך לאמת שער מעורר ולחיצת. השתמש oscilloscope כדי לבדוק את הדופק השער עבור תזמון מדויק ו amplitude. Measure the dV / dV / dV / dt מעבר SCR במהלך מעבר סוף סוף סוף סוף לשנות ולהתאים את הניקור אם יש צורך להתחבר למגמות הראשי, לבצע ניתוח איכות כדי לוודא התקפות הפעלה (D) בתוך מסגרת פעולה מלאה של 519).

מגמות עתידיות ומסקנות

התפקיד של שלךristors ב- PFC מתפתח עם הופעתם של מוליכים למחצה רחבים פסים כמו SiC MOSFET, המציעה אפילו מעבר מהיר יותר והפסדים נמוכים יותר.עם זאת, עבור יישומים בעלי עוצמה גבוהה, קו קידוד, Thyristors להישאר הפתרון היעיל ביותר החלפת פתרונות היברידיים.

שילוב של Thyristors לתוך מעגלי תיקון כוח דורש הבנה מעמיקה של שתי מערכות פיזיקתיות למחצה והנדסת מערכת חשמל. על ידי בחירת בקפידה רכיבים, תכנון כונן שער חזק, וליישם שליטה אינטליגנטית, מהנדסים יכולים לבנות מערכות אמין, ביצועים גבוהים PFC אשר להפחית עלויות אנרגיה ולשפר את יציבות הרשת. Thyristors ימשיכו לשחק תפקיד חיוני באלקטרוניקה המודרנית, מתן rness ויעילות הנדרשת עבור פיצוי כוח תעשייתי בקנה מידה תעשייתי.

(ב) לעיין במאמרו של [[המאה ה-1]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]