Quali sono le caratteristiche della rettifica di potenza a frequenza variabile trifase?
Gli alimentatori a frequenza variabile sono appositamente progettati e fabbricati per apparecchiature di importazione ed esportazione e corrispondono ai sistemi di alimentazione europei e americani. Possono essere utilizzati come fonte di alimentazione per apparecchi elettrici a 60 Hz importati e linee di produzione e possono anche essere utilizzati come test per linee di produzione di prodotti elettrici esportati.
Quali sono le caratteristiche della rettifica di potenza a frequenza variabile trifase?
L'ingresso del sistema di alimentazione trifase è una rete trifase a tre fili 380 V/50 Hz CA e l'uscita è una rete trifase a quattro fili 0-500 V, 60 Hz CA, che può essere divisa in due parti: il circuito di conversione di potenza principale e il circuito di controllo. Per migliorare l'adattabilità dell'uscita trifase al carico squilibrato, il circuito principale e il circuito di controllo dell'alimentazione trifase sono progettati secondo tre serie di alimentatori monofase indipendenti. Il circuito principale adotta la struttura AC-DC, inclusi raddrizzatore, filtro DC, inverter, filtro AC e trasformatore. Tra questi, la parte AC-DC è un raddrizzatore a ponte, che viene avviato lentamente da un contattore AC e da un condensatore elettrolitico, e viene filtrato per ottenere una corrente stabile. La rettifica ha le seguenti caratteristiche:
1. Quando il raddrizzatore è parzialmente avviato, viene utilizzato un contattore CA per fornire un avvio "soft" e ridurre l'impatto sulla rete.
La parte inverter DC-AC adotta una struttura a ponte intero monofase. I sistemi trifase hanno tre serie di inverter monofase identici che condividono il bus CC che costituisce il nucleo dell'alimentazione. Gli inverter utilizzano gli IGBT come elementi di commutazione. Utilizzando una frequenza di commutazione IGBT più elevata, l'inverter è controllato dalla modulazione sinusoidale dell'ampiezza dell'impulso (SPWM) e la corrente continua stabile viene convertita in un'uscita di corrente alternata a modulazione dell'ampiezza dell'impulso. La frequenza fondamentale della corrente alternata è la potenza di uscita desiderata. L'uscita dell'onda di modulazione dell'ampiezza dell'impulso dall'inverter viene filtrata dal circuito del filtro di uscita LC e viene emessa la corrente dell'onda sinusoidale CA. Le uscite dei tre circuiti inverter monofase differiscono l'una dall'altra di 120 gradi elettrici. Sono elettricamente indipendenti l'uno dall'altro sul lato primario del trasformatore e collegati in una configurazione a stella sul lato secondario del trasformatore per emettere la potenza CA trifase richiesta.
Per migliorare la compatibilità elettromagnetica, collegare i filtri antirumore all'ingresso e all'uscita dell'alimentatore.
Il circuito di controllo è composto da monitoraggio centrale intelligente, controllo della tensione monofase e della forma d'onda, controllo dell'inverter IGBT, rilevamento dell'uscita, rilevamento e protezione dei guasti, interfaccia del display operativo, alimentazione di controllo e altre parti per completare il controllo della frequenza di uscita, tensione e forma d'onda. Controllo del sistema di alimentazione, diagnosi e protezione dei guasti del sistema, funzionamento e stato e altre funzioni. Tra questi, il controllo della tensione e della forma d'onda dell'uscita monofase utilizza tre controlli monofase indipendenti, quindi ogni fase dell'alimentazione trifase può essere utilizzata indipendentemente come alimentazione monofase ed è applicabile a qualsiasi singolo alimentazione trifase. Fine carico. Ciò migliora l'adattabilità al carico dell'alimentatore.
2. Corrente di pilotaggio IGBT e circuito di protezione
I circuiti di controllo e protezione degli IGBT sono progettati per ponti inverter monofase. Il circuito di controllo e protezione è costituito da un circuito stampato dotato di un ponte inverter monofase e di un raffreddatore per formare un modulo unità inverter monofase. Il circuito di controllo utilizza come nucleo il modulo di controllo integrato M57962 della Mitsubishi Corporation of Japan. M57962 è un circuito di controllo dedicato per moduli IGBT in grado di controllare componenti fino a 400 A/1200 V. Il circuito ha al suo interno un isolamento fotoaccoppiatore rapido, adatto per operazioni di commutazione ad alta frequenza intorno a 20 kHz, e ha una funzione interna di protezione da sovracorrente. Il circuito di controllo utilizza una doppia alimentazione più 15 V / -10 V per migliorare la capacità di soppressione delle interferenze.
Lo stadio anteriore del circuito di pilotaggio è un circuito di elaborazione del segnale PWM. Dopo che il segnale PWM a canale singolo inviato dal circuito di controllo è stato modellato e invertito da un comparatore di tensione, due segnali a 180 gradi reciprocamente diversi vengono utilizzati come segnali di controllo per i bracci del ponte superiore e inferiore. Il segnale passa attraverso il circuito della zona morta e il suo fronte di salita viene ritardato di 3-4μs per garantire che le zone morte del braccio del ponte superiore e del braccio del ponte inferiore non siano inferiori a 3μs, quindi vengono inviate a il circuito di controllo.
Questa protezione da sovracorrente dell'alimentatore utilizza un doppio schema di protezione da sovracorrente che combina la protezione online con la protezione centralizzata per tubi e bracci del ponte. La protezione online con tubo è completata dal circuito di protezione interno M57962. Il circuito di protezione centrale utilizza il sensore di corrente HL con velocità di risposta estremamente rapida per rilevare la corrente del circuito intermedio. Se il circuito supera la soglia impostata, il circuito di protezione blocca i segnali di controllo di tutti gli IGBT del reverse bridge. I dispositivi di protezione da sovratensione utilizzano un bus CC in parallelo con un condensatore non induttivo per assorbire i picchi di tensione durante la commutazione. Per il picco di tensione generato dalla grande corrente durante il processo di protezione da sovracorrente, accorciare la linea CC per ridurre l'induttanza distribuita, ridurre adeguatamente la soglia di protezione e aumentare la capacità di assorbimento può risolvere questo problema. Inoltre, la scheda driver è dotata di due dispositivi di protezione contro il surriscaldamento dell'alimentatore e di protezione da sottotensione del circuito intermedio.
3. Circuito di controllo
L'alimentazione utilizza tre fasi ed è indipendente dal controllo dell'uscita e dal sistema di monitoraggio centrale. Consiste di tre serie di circuiti di controllo monofase e una serie di circuiti di monitoraggio centrale. Il circuito di controllo monofase completa il controllo di frequenza, tensione e forma d'onda. Il circuito di monitoraggio centrale completa l'impostazione della tensione e della frequenza di uscita, ogni unità funzionale del sistema di alimentazione, pannello di controllo e controllo della logica I/O, rilevamento e visualizzazione degli errori. La tensione è impostata come una quantità analogica e la frequenza è impostata come un segnale di strobo indirizzo di decine. I segnali di configurazione, i segnali logici di controllo e protezione e l'alimentazione di controllo formano il bus di segnale del sistema. Tre set di circuiti di controllo monofase, circuito di monitoraggio centralizzato e circuito di alimentazione sono integrati in uno.
1) Circuito di comando trifase
Il controllo della forma d'onda si rivolge a un'uscita di tensione monofase e utilizza uno schema di controllo a due anelli con un anello di corrente interno. Nel sistema della forma d'onda della tensione composto da due anelli di controllo, l'anello di corrente è l'anello interno, l'oggetto controllato di questo anello è la corrente Ic del condensatore del filtro, l'anello di controllo della forma d'onda della tensione è al di fuori dell'anello di corrente e questo anello influenza il valore istantaneo della tensione di uscita. Il controllo viene eseguito in modo che la tensione di uscita e la corrente del condensatore del filtro vengano rilevate e modellate dal circuito di rilevamento, quindi inviate direttamente al loop della forma d'onda rispetto all'onda sinusoidale standard e al loop della forma d'onda e l'impulso di controllo PWM viene generato dopo la regolazione a doppio anello.
La generazione di onde sinusoidali standard utilizza un tipico metodo di tabella di ricerca per l'indirizzamento e la ricerca nella tabella. I dati dell'onda sinusoidale standard sono memorizzati nella EPROM e la EPROM è controllata in base alla sequenza della frequenza di uscita e l'uscita digitale sinusoidale della EPROM viene convertita in un segnale analogico da un convertitore D/A. . La quantità analogica ha polarità positiva ed è spostata verso il basso simmetricamente dal circuito dell'amplificatore operazionale. Dopo che il condensatore è bloccato, viene emesso un segnale standard sinusoidale.
Il controllo della tensione viene eseguito da Billy setup con controllo ad anello chiuso. Il segnale di tensione di uscita CA inviato dal circuito di rilevamento diventa una variabile di retroazione CC regolabile dopo la regolazione dell'ampiezza, lo scambio del valore assoluto e il circuito filtro attivo. Rispetto al segnale di feedback, la deviazione viene inviata al controller proporzionale e, dopo essere stata amplificata dal controller, viene inviata all'ampiezza dell'onda sinusoidale standard, in modo che il valore medio della tensione di uscita rimanga costante e l'uscita sia stabile.
Il controllo della frequenza è un controllo tramite un'impostazione standard dell'onda sinusoidale. La capacità di memorizzazione di un ciclo dei dati sinusoidali standard è di 1024 byte, la frequenza dell'onda sinusoidale standard corrisponde alla frequenza di uscita nominale a 60 Hz e la frequenza del segnale strobe dell'indirizzo EPROM dovrebbe essere 409,6 kHz. L'oscillatore a cristallo viene utilizzato per dividere la frequenza per ottenere il segnale, in modo che la frequenza di uscita sia precisa e stabile e le prestazioni siano ben garantite. Il circuito di modulazione di frequenza dedicato può essere impostato su un intervallo di frequenza di 45-60Hz. Nei tre gruppi di circuiti di controllo monofase, i dati sinusoidali standard memorizzati nella EPROM differiscono da i di 120 gradi elettrici.
2) Circuito di monitoraggio centrale
Il circuito è costituito da un microcontrollore 16-bit 80C196 come core. Utilizza l'8-interfaccia di conversione A/D del canale nella CPU per completare il rilevamento della quantità analogica, utilizza la CPU esterna e gli interrupt PIO per completare il rilevamento degli errori e la logica operativa e il pannello di controllo per indicare il controllo. La protezione da sovratensione in ingresso e in uscita e la protezione da sovraccarico in uscita sono implementate nel software.
Il circuito di rilevamento è costituito da tre parti: rilevamento della tensione di uscita, rilevamento della corrente di uscita e rilevamento della corrente del condensatore di filtro. Per migliorare la velocità di controllo della boccola e garantire la qualità dell'alimentazione, l'elemento sensibile collegato alla boccola utilizza il sensore di bilanciamento magnetico HL e tutti i segnali di rilevamento sono isolati elettricamente dal circuito di controllo principale.
