IGBT инвертор холбогч төхөөрөмж дотор: Өндөр давтамжтай түлхүүрлэлт яаж ажилладаг

Бүтээвэрт хамгийн чухал техник ахисханы нэг юм буурчлагын тоног төхөөрөмж . Энэ нарийн цахилгаан хүчний хувиргалтын процессын тусламжтайгаар стандарт хувьсах гүйдлийн хүчнүүр нь секундын турш мянган удаа хүнд тооломжтой удаан шилжүүлэлтүүдийн дараа нарийн удирдагдаж буй бүтээвэрт гүйдлийн хүчнүүрт хувиргагддаг. Эдгээр шилжүүлэлтүүдийн ажиллах зарчмыг ойлгох нь IGBT инвертерийн бүтээвэрт технологийн үйлдвэрлэлд бүтээвэрт үр дүн, үр ашиг, удирдлагыг хувиргасан шалтгааныг илтгэндүгнүүр.

Igbt инвертер шийтгэгч дэх өндөр давтамжийн шилжилтийн процесс нь эрчим хүчний хөрвүүлэх үе шатны сайтар зохицуулсан дарааллаар ажилладаг бөгөөд орж ирэх эрчим хүчний шийтгэлтэй эхэлж, нарийвчлан удирдах шийтгэлийн гарцыг үүсгэхэд хүрдэг. Энэхүү шилжих арга нь igbt инвертер шилжих төхөөрөмжийг уламжлалт трансформаторт суурилсан шилжих системтэй харьцуулахад илүү өндөр дугуй тогтвортой, жин багассан, эрчим хүчний үр ашгийг сайжруулж чаддаг. Утасны давтамж нь ихэвчлэн 20kHz-ээс 100kHz-т хүрч, элсүүлгийн параметрүүдийг онцгой хяналттай байлгахдаа хүний мэдрэмжийг хэтрүүлэх утасны хурд үүсгэдэг.

IGBT инвертер хайгуулын цахилгаан эрчим хүчний хувиргалын архитектур

Анхан шатны засах, филтрлэх үе шат

Өндөр давтамжийн түлхүүрлэх процессын эхлэл нь гадаадын хувьсах гүйдлийн хүчдэл IGBT инвертерийн бүлдүүрт анхдагч түлхүүрлэх үе шатын даргаар орж ирж, түүний дараа хувьсах гүйдлийг мөнхийн гүйдлийн хүчдэл болгож хувиргана. Энэ анхдагч хувиргалт нь гүйдлийн хүчдэлийг хувьсахаас мөнхийн гүйдлийн хүчдэл болгож хувиргахын тулд ихэвчлэн хурдан сэргээх диодуудыг ашигладаг зүүн хүчдэл түлхүүрлэх хэлхээг ашиглаж, системд шаардагдах өндөр түлхүүрлэх давтамжийг хангаж чадна. Түлхүүрлэсэн мөнхийн гүйдлийн хүчдэл нь дараа нь том электролит конденсаторуудын даргаар тайвшруулж, энергийг хадгалж, дараагийн түлхүүрлэх үйлдлүүдийн тулд тогтвортой мөнхийн гүйдлийн шинэс хүчдэл үүсгэн өгөн хангаж чадна.

Засварлалын дараа IGBT инверторын бүлүүрт тогтмол гүйдлийн шинэс (DC bus voltage) нь оролтын хүчдлийн тохиргооноос хамааран ихэвчлэн 300 В-с 400 В-т хүртэл хэлбэршдэг. Энэ өндөр хүчдлийн тогтмол гүйдэл нь IGBT сүүдлүүр төхөөрөмжүүдийн хүчдлийн үүсгүүр болой, түүнийг трансформаторын ажиллахын тулд шаардагдах өндөр давтамжтай хувьсах гүйдлийн дохио үүсгэхийн тулд IGBT төхөөрөмжүүд хурдан хүчдлийг включ/выключ (он/оф) хийдэг. Энэ анхны тогтмол гүйдлийн хувиргалт ба шүүлтний чанар нь IGBT инверторын бүлүүрт системд дараагийн бүх сүүдлүүр ажиллагааны үр дүнг шууд нөлөөлдэг.

IGBT сүүдлүүр мостын тохиргоо

Өндөр давтамжийн переключениех механизмийн зүрх нь IGBT переключениех хүрд бөлгөөнд оршит, үүнд олон тооны IGBT төхөөрөмжүүд igbt инверторын галт уурхай дотор бүтэн хүрд юм уу хагас хүрд бөлгөөний бүтэцтэй байрлад. Эдгээр хагас дамжуулагч переключениех төхөөрөмжүүд нь хосолон үйлчилд, үүнд IGBT-ийн аль нь ч солиройн үүрд хоёрдугаар талаас тогтмол гүйдлийг дамжуулж, хоёрдугаар талаас түүнийг хориглод. Переключениех дараалал нь квадрат долгион юм уу өөрчлөгдсөн синус долгион үүсгэд, үүн дотор трансформатор үүрд 20 кГц–50 кГц давтамж дотор ажиллад.

Утасны гүүр дэх IGBT-ийг нэг бүр нь зөв цагийн интервалд тоног төхөөрөмжийг асааж, унтраахад шаардлагатай хүчдэлийн болон эрчим хүчний хангамжийг хангасан хаалганы хөдөлгөөнт тойрог дамжуулан нарийвчлан удирдах ёстой. IGBT инвертер шийтгэгч дэх хаалганы хөдөлгөөнт систем нь удирдлагын эргэлт болон өндөр даралтын шилжилтийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд цахилгаан тусгаарлалтыг хадгалах тусгаарлах трансформатор эсвэл оптосэлгээг багтаадаг. Энэ тусгаарлалт нь шилжилтийн хамгийн сайн гүйцэтгэлийг хангахын тулд шаардлагатай цаг хугацааны тохиргоог хадгалахын зэрэгцээ аюулгүй үйл ажиллагааг хангадаг.

Өндөр давтамжийн трансформаторын ажиллуулах, удирдах

Өндөр давтамжийн шилжилтийн трансформаторын зураг төсөл

IGBT инвертер хайгуулын доторх өндөр давтамжийн трансформатор нь уламжлалт хайгуулын тоног төхөөрөмжүүдэд байдаг 50Hz эсвэл 60Hz-ийн уламжлалт трансформаторуудаас үндсэндээ ялгаатай ажилладаг. 20 кГц болон түүнээс дээш шуурхай давтамжтай ажиллах нь трансформаторын цөмийн хэмжээг багасгах, багасгах, мөн адил хүчин чадлыг дамжуулах чадварыг хадгалах боломжийг олгодог. Үндсэн материал нь ихэвчлэн их давтамжийн үйл ажиллагааны тулд оптималд тооцогдох феррит эсвэл тусгайлуулсан зэс элсэлээс бүрддэг бөгөөд үндсэн алдагдлыг бууруулж, igbt инвертер элсүүлэгч системийн нийт үр ашгийг сайжруулдаг.

Өндөр давтамжийн трансформаторын анхдагч ороолт нь IGBT-мостоос шилжүүлсэн тогтмол гүйдлийн хүчдлийг хүлээн аваад, трансформаторын зүрхний дотор хурдан хөдөлж буй соронзон орныг үүсгэнэ. Энэ соронзон орон нь хоёрдогч ороолтод хүчдлийг индукцлүүлнэ, түүний дараа хүчдлийг төвшигчид (ректификатор) ба шүүлтүүрд (фильтр) дамжуулж, окончно тогтмол гүйдлийн хүчдлийн цахилгаан бүтээгдхүүн үүсгэнэ. Анхдагч ба хоёрдогч ороолтуудын ороолтын харьцаа хүчдлийн хувиргалтыг тодорхойлно, харин импульсын үргэлжлэх хугацааны хяналтын (PWM) цикл нь үүсгэгдэх хүчдлийн үр дүнтэй утгыг хялбархан зохицуулна. iGBT инверторын зөөлөгч .

Импульсын үргэлжлэх хугацааны хяналтын стратеги

IGBT инвертерт холбогчийн шилжүүлэх удирдлагын систем нь холбогчийн гаралтын гүйдэл ба хүчдэлийг онцгой нарийн тодорхойлолттой зохицуулахын тулд импульсийн өргөн модуляци (PWM) ашигладаг. PWM удирдлагын систем нь IGBT-ийн шилжүүлэх доогуур сигналын ажиллах циклийн хувьд өөрчлөлт оруулж, үүн дагаад нөвчдөр өндөр давтамжит трансформаторын дотроос шилжүүлэх энергийн хэмжээг шилжүүлэх үе бүрт үр дүнтэй зохицуулж байдаг. Импульсийн өргөнийг тохируулж, шилжүүлэх давтамжит тогтмол байлгаж байхад IGBT инвертерт холбогч нь холбогчийн параметрүүдийг гладкийн, алхамгүй зохицуулж байдаг.

PWM удирдлагын систем нь гүйдэл ба хүчдэлийн хэмжих төхөөрөмжүүдээс ирж буй урвуу холбооны сигналүүдэд хариу үзүүлж, ачааллын өөрчлөлтүүд юм унаа хүчдэлийн колебрацид харгалзан тогтмол холбогчийн нөхцөлүүдийг хадгалахын тулд хаалттай удирдлагын систем үүсгэдэг. Энэ урвуу холбооны удирдлагын систем нь IGBT инвертерт холбогчид дугуйн урт өөрчлөлтүүд, материалүүдийн ялгаатай байдал, бусад холбогчийн хувьсагчдыг бодит цагт нөхцөлдүүлж, улмаар уламжлалт холбогчийн системүүдтэй харьцуулж үлдэх дугуйн тогтмолжуудыг сайжруулж байдаг.

Дамжуулалтын давтамжийн сонголт ба үр дүнтэй бүтээмж

Давтамжийн сонголтын асуудлууд

IGBT инверторын бүтээлд дамжуулалтын давтамжийг сонгох нь трансформаторын хэмжээ, дамжуулалтын алдагдал, цахилгаан соронзон саад, хяналтын хариу үйлдлийн хурд гэх мэт олон ажиллах үзүүлэлтүүдийн хооронд тэнцвэр тогтоохыг шаарддаг. Дамжуулалтын давтамжийг ихэсгэх нь жижигхэн трансформаторын загварыг болон хурдан хяналтын хариу үйлдлийг хангаж өгдөг, гэтэдүүр IGBT төхөөрөмжүүд дээр дамжуулалтын алдагдал үүсгэдөг, цахилгаан соронзон саадын түвшин нь өсдөг. Ихэнх IGBT инверторын бүтээлд системүүд 20 кГц–50 кГц хооронд ажилладаг, үүнээр дээрх өрсөлдөх шаардлагуудын хооронд сонголт хийж үр дүнтэй бүтээмжийг хангаж өгдөг.

IgBt инвертер шийтгэгчд 20kHz-ээс дээш давтамжтай шилжих нь хүний сонсголын хүрээгээс хэтрүүлэн ажиллах нэмэлт давуу талыг санал болгож, доош давтамжтай шилжих системүүдтэй холбоотой сонсох чимээг арилгадаг. Энэ дууны давуу тал нь igbt инвертер шийтгэгч тоног төхөөрөмжийг дуу чимээтэй орчинд ашиглахад илүү тохиромжтой болгож, өндөр давтамжийн үйл ажиллагааны техникийн давуу талыг хадгалдаг. Тодорхой давтамжийн сонгон шалгаруулалтад мөн магнитын цөмд тохиромжтой материал, IGBT төхөөрөмжийн шилжилтийн шинж чанар зэрэг хүчин зүйлүүдийг авч үздэг.

Өндөр давтамжийн шилжилтийн дулааны удирдлага

IGBT инверторын бүтээвэрт өндөр давтамжийн шилжүүлэлтийн ажиллагаа IGBT төхөөрөмжүүд дээр ажиллаж буй үед, ажиллаж буй үед халуун үүсгэдэг, түүн дагуу надад итгэлт ажиллахын тулд нарийн дулаан зохицуулалтын системүүд шаардлагатай. Шилжүүлэлтийн алдагдал нь шилжүүлэлтийн давтамж, шилжүүлж буй хүчдэл ба гүйдлийн түвшинтүүдтэй шууд пропорциональ бөгөөд, түүн дагуу дулааны дизайн нь IGBT инверторын бүтээвэрт хөгжүүлэлтийн чухал тал юм. Дулаан сорбцонууд, хөхрүүлэх савханууд, дулааны хоорондын материалын дизайн нь IGBT-ийн зангилаа температурүүдийг аюулгүй ажиллах хязгаарт хадгалахын тулд анхааралтай хийгдэх ёстой.

Дэвшилтэт IGBT инвертерийн бүтээлд температурын хяналт ба дулааны хамгаалалтын хэлхээсүүд орж, илүүдүүн температур илчлүүлэх үед түлхүүрлэх давтамжийг тохируулж эсвэл гаралтын чадалыг бууруулж. Зарим системүүд нь мөн хувьсах хурдны хөхрүүлэх саваануудыг ашиглаж, тэр нь дулааны ачаалалд үндэслэн үйл ажиллагаагаа тохируулж, хангалттай хөхрүүлэлтийг хангаж, хүчирхүүлүүлэлт ба хүч хэрэглээг хамгийн бага түвшинд барьж. Тохиромжтой дулааны удирдлага нь IGBT инвертерийн бүтээлд гадаад нөхцөлүүд ба ажиллах циклүүдийн өөрчлөлтүүдийн үед тогтвортой үйл ажиллагааг хангаж.

Удирдлагын системийн интеграци ба урвуу холбооны механизмүүд

Бодит цагт удирдлагын бүтээл

IGBT инвертерт холбогчийн хяналтын систем нь тогтвортой холбогчийн ажиллагааг хадгалахын тулд олон тооны оролтын сигналуудыг боловсруулах ба микросекундын хугацаанд нарийн төвөгтэй шилжүүлэлтийн командуудыг үүсгэх ёстой. Цифров сигналын боловсруулагчид эсвэл микроудирдлагчид тасралтгүй холбогчийн гүйдэл, хүчдэл ба бусад параметрүүдийг хянах ба түүнийг операторын сонгосон тодорхой утгуудтай харьцуулж, PWM сигналуудыг хар accordingly зохицуулж. Энэ бодит цагт боловсруулалт IGBT инвертерт холбогчийн системийг улам тогтвортой аналог хяналтын системүүдтэй харьцуулж динамик холбогчийн нөхцлүүдэд илүү хурдан хариу үзүүлэх боломжийг олгоно.

IGBT инвертер хайгуулын удирдлагын алгоритм нь ихэвчлэн өөр өөр хэрэглээ, материалын хайгуулын гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд дасан зохицох удирдлага, долгионы хэлбэрийн хэлбэржилт, урьдчилан таамаглах нөхөн төлбөр зэрэг дэвшилтэт шинж чанаруудыг агу Эдгээр нарийн хяналтын стратеги нь өндөр давтамжийн шилжих системийн хурдан хариу арга хэмжээг ашиглан нарийн шилжих үйл ажиллагааг хэрэгжүүлж, янз бүрийн нөхцөлд шилжих чанарыг тогтвортой хадгалах боломжтой.

Хамгаалалт ба аюулгүй байдлын систем

Igbt инвертер хайгуулын өндөр давтамжийн шилжилт нь хайгуулын үйл ажиллагааны үеэр үүсэх хэтрүүлсэн эрчим хүч, хэтрүүлсэн хүчдэлийн гэмтэлээс урьдчилан сэргийлэх бүрэн хамгаалах системийг шаарддаг. Хурдан үйлчилдэг хамгаалалтын тойрог нь алдааны нөхцөл байдлыг илрүүлж, төхөөрөмжийн саад бэрхшээлийг урьдчилан сэргийлэхын тулд IGBT шилжилтийг микро секунд дотор устгах ёстой. Эдгээр хамгаалалтын системүүд нь халдварын илрүүлэлт, богино замын хамгаалалт, дулааны хяналт зэрэг бөгөөд шилжих төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны байдлыг тасралтгүй үнэлдэг.

IGBT инвертерт холбогдсон бүрхүүлээр хамгаалан хамгаалах систем нь мөн хөнгөн эхлэлт ба хөнгөн дуусгалт функцүүдийг орлуулж, цахилгааныг үүрдлүүлэх үед ба ажил зогсоох үед түлхүүрлүүлэх үйл ажиллагааг постепенно нэмж ба бүүрхүүлж. Энэ хяналттой түлхүүрлүүлэх шилжилт IGBT төхөөрөмжүүд ба холбогдсон бүрхүүлүүд дээрх ачааллыг бүүрхүүлж, ажил эхлэх ба дуусгах үед электромагнит саадыг хамгийн бага бүүрхүүлж.

Түгээмэл асуулт

IGBT түлхүүрлүүлэгчид инвертерт холбогдсон бүрхүүлүүд дээр ямар давтамж дээр ажилладаг вэ?

Инвертерт холбогдсон бүрхүүлүүд дээрх IGBT түлхүүрлүүлэгчид ихэвчлэн 20 кГц–100 кГц давтамж дээр ажилладаг, түүнд ихэнх системүүд 20 кГц–50 кГц давтамж дээр ажилладаг. Энэ өндөр давтамж дээрх түлхүүрлүүлэх үйл ажиллагаа бага хэмжээт трансформаторын дизайн, хурдан хяналттой хариу үйлдэл ба улам бүүрхүүлсэн үр дүнлүүлэлтийг хангаж, улам бүүрхүүлсэн 50 Гц юм утга 60 Гц-ийн трансформатор суурьт системүүдтэй харьцуулж.

Өндөр давтамжийн шилжилт нь хайлуулах үйл ажиллагааг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

IGBT инвертер хайгуулын өндөр давтамжийн шилжилт нь импульсын өргөндлийн модуляцийн нарийвчилсан хяналтыг, хайгуулын нөхцөл өөрчлөлтөд хурдан хариу үйлдэл, шилдэг дугуй тогтвортой байдлыг боломжуулдаг. Хурдан шилжих нь элсэх параметрүүдийг бодит цаг хугацаагаар тохируулж, элсэх чанар сайжирч, бөөгнөөс ангижруулах, элсэх үйл явцыг уламжлалт элсэх тоног төхөөрөмжтэй харьцуулахад илүү сайн хяналт тавих боломжийг олгодог.

Яагаад IGBT төхөөрөмжүүд нь инвертер хайгуулагчдын бусад шилжих технологийн оронд илүүд үздэг вэ?

IGBT төхөөрөмжүүд нь биполяр транзисторын хүчдэлийг хурдан шилжих хурд, MOSFET-ийн хялбар хаалганы хяналттай нэгтгэж, инверторын шилжүүлэгчд өндөр хүчин чадалтай, өндөр давтамжийн шилжилтийн хэрэгцээнд тохиромжтой байдаг. Тэд бага дамжуулалт, хурдан шилжих хурд, элсэн шилжих хэрэглээний онцлогтой хатуу нөхцөлд бат бөх үйл ажиллагааг санал болгодог.

Угаах тоног төхөөрөмжүүдэд өндөр давтамжийн трансформатор ашиглах үндсэн давуу тал юу вэ?

Өндөр давтамжийн трансформаторын үйл ажиллагаа нь уламжлалт доод давтамжийн трансформаторын адил хүч дамжуулах чадварыг хадгалахын зэрэгцээ бага, хөнгөн трансформаторын загварыг тодорхой хэмжээгээр ашиглах боломжийг олгодог. Энэ нь илүү сайн үр ашигтай, илүү сайн зохицуулалттай, материалын зардал багассан, зэрэгцээ илүү сайн элсэлтийн гүйцэтгэл, хяналтын чадварыг олгодог илүү портатив элсэлтийн тоног төхөөрөмжийг бий болгодог.