인버터는 전력을 dc에서 ac로 변환하는 데 사용됩니다. 전압 소스 인버터 (VSI) 및 전류 소스 인버터 (CSI)는 두 가지 유형의 인버터이며, 전압 소스 인버터와 전류 소스 인버터의 주요 차이점은 출력 전압이 VSI에서 일정하고 입력 전류가 CSI에서 일정하다는 것입니다. CSI는 입력에 AC를 공급하는 정전류 소스이며 부하 전류가 일정한 DC 링크 컨버터라고도합니다. 이 기사에서는 전류 소스 인버터에 대해 설명합니다.

전류 소스 인버터는 무엇입니까?

전류 소스 인버터는 입력 DC를 AC로 변환하는 전류 공급 인버터라고도하며 출력은 3 상 또는 단상 일 수 있습니다. 전류 소스의 정의에 따르면 이상적인 전류 소스는 전류가 일정하고 전압과 무관 한 소스의 종류입니다.

전류 소스 인버터 제어

전압 소스는 큰 인덕턴스 값 (L_디) 그리고 이것은 회로를 전류 소스로 명명했습니다. 전류원 인버터 공급 유도 전동기 드라이브의 회로도는 아래 그림과 같습니다.

전류 소스 인버터 공급 유도 모터 드라이브

회로는 6 개의 다이오드 (D₁, D_두, D_삼, D₄, D₅, D₆), 6 개의 커패시터 (C₁, 씨_두, 씨_삼, 씨₄, 씨₅, 씨₆), 육 사이리스터 (티₁, T_두, T_삼, T₄, T₅, T₆) 60의 위상차로 고정⁰. 인버터 출력은 유도 전동기 . 주어진 속도에서 토크는 DC 링크 전류 I를 변경하여 제어됩니다._디이 전류는 V_디. 동일한 지연에서 두 스위치의 전도는 큰 인덕턴스 L 값의 존재로 인해 갑작스런 전류 상승으로 이어지지 않습니다._디.

소스에 따른 전류 소스 인버터 공급 인덕터 모터 드라이브의 구성은 아래 그림과 같습니다.

CSI 인덕션 모터 드라이브

소스가 DC 소스에서 사용 가능하면 초퍼가 전류를 변경하는 데 사용됩니다. AC 소스에서 소스를 사용할 수있는 경우 출력 전류를 변경하기 위해 완전히 제어되는 정류기가 사용됩니다.

재생 짖는 소리가있는 폐쇄 루프 슬립 제어 CSI 드라이브

모터 오류의 기준 속도 (∆ω_미디엄)는 일반적으로 VI 컨트롤러 인 속도 컨트롤러에 주어지며 VI 컨트롤러의 출력은 속도 조절에 필요한 슬립 레귤레이터에 제공되는 슬립 속도입니다. 슬립 속도는 플럭스 제어에 주어지며이 출력은 기준 전류 I입니다._디^*통제해야합니다. 미끄럼 속도 (ω_ms) 및 실제 속도 (ω_미디엄)이 추가되고 동기 속도를 얻습니다. 동기 속도에서 주파수를 결정할 수 있습니다.

인버터가 주파수를 제어 할 수 있기 때문에 주파수 명령이 CSI에 제공됩니다. 입력 전류를 변경하여 CSI의 출력을 제어 할 수 있습니다. 기준 전류 (I_디^*) 및 실제 전류 (I_디)가 추가되고 전류 (∆ I_디). 전류의 오류는 dc-link 전류를 제어하는 전류 컨트롤러에 주어지며 dc-link 전류를 기반으로 α를 제어 할 수 있습니다.이 α는 전압을 결정할 수 있습니다. 바뀔 것입니다. 이것은 회생 제동 기능이있는 폐쇄 루프 슬립 제어 CSI 드라이브입니다. 이것은 회생 제동이있는 폐 루프 슬립 제어 CSI 드라이브의 작동이며 그 회로도는 아래 그림과 같습니다.

회생 제동 기능이있는 폐쇄 루프 슬립 제어 CSI 드라이브

CSI 공급 드라이브의 주요 장점은 전압 소스 인버터 공급 드라이브보다 신뢰성이 높고 단점은 속도 범위가 더 낮고 동적 응답이 느리고 드라이브가 항상 폐쇄 루프에서 작동하며 멀티에 적합하지 않다는 것입니다. -모터 드라이브.

R- 부하가있는 전류 소스 인버터

R 부하가있는 전류원 인버터의 회로도는 아래 그림과 같습니다.

R- 부하가있는 전류 소스 인버터

회로는 4 개의 사이리스터 스위치 (T₁, T_두, T_삼, T₄), 나는_에스입력 소스 전류가 일정하며 역 병렬 다이오드가 연결되어 있지 않음을 알 수 있습니다. 정전류는 큰 인덕턴스로 전압 소스를 직렬로 연결하여 제공됩니다. 인덕턴스의 특성은 전류의 갑작스런 변화를 허용하지 않으므로 큰 인덕턴스로 전압 소스를 연결하면 확실히 생성되는 전류가 일정합니다. 저항 부하가있는 전류 소스 인버터의 기본 손실 계수는 1입니다.

R- 부하가있는 전류 소스 인버터의 매개 변수

T를 트리거하면₁그리고 T_두0에서 T / 2까지 출력 전류와 출력 전압은 다음과 같이 표현됩니다.

나는₀= I_에스> 0

V₀= I₀아르 자형

T를 트리거하면_삼그리고 T₄T / 2에서 T까지 출력 전류와 출력 전압은 다음과 같이 표현됩니다.

나는₀=-나_에스> 0

V₀= I₀아르 자형<0

R 부하가있는 전류원 인버터의 출력 파형은 아래 그림과 같습니다.

R- 부하가있는 전류 소스 인버터의 출력 파형

저항 부하의 경우 강제 정류가 필요합니다. 0에서 T / 2, T₁그리고 T_두전도하고 T / 2에서 T, T_삼& T₄지휘하고 있습니다. 따라서 각 스위치의 전도 각도는 ᴨ와 같고 각 스위치의 전도 시간은 T / 2와 같습니다.

저항성 부하의 입력 전압은 다음과 같이 표현됩니다.

“2차 수동 고역 통과 필터 ”

V_에= V₀(0에서 T / 2까지)

V_에= -V₀(T / 2에서 T로)

CSI 저항성 부하의 RMS 출력 전류 및 RMS 출력 전압은 다음과 같이 표현됩니다.

나는_{0 (RMS)}= I_에스

V_{0 (RMS)}= 나_{0 (RMS)}아르 자형

저항 부하가있는 CSI의 평균 및 RMS 사이리스터 전류는 다음과 같습니다.

나는_{T (평균)}= I_에스/두

나는_{T (RMS)}= I_에스/ √2

출력 전류의 푸리에 계열과 저항 부하가있는 CSI의 출력 전압은 다음과 같습니다.

RMS 출력 전류의 기본 구성 요소는 다음과 같습니다.

나는_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * 나_에스

R 부하가있는 전류원 인버터의 왜곡 계수는 다음과 같습니다.

g = 2√2 / ᴨ

총 고조파 왜곡은 다음과 같이 표현됩니다.

THD = 48.43 %

평균 및 RMS 사이리스터 전류의 기본 구성 요소는 다음과 같습니다.

나는_{T01 (평균)}= 나_{01 (최대)}/ ᴨ

나는_{T01 (RMS)}= I_{01 (최대)}/ 둘

부하의 기본 전력은 다음과 같이 표현됩니다.

V_{01 (RMS)}*나는_{01 (RMS)}* cosϕ₁

부하 전체의 총 전력은 다음과 같이 표현됩니다.

나는_{0 (RMS)}^두R = V_{0 (RMS)}^두/ R

입력 전압 V_에전력은 항상 소스에서 부하로 전달되기 때문에 항상 양수입니다.

용량 성 부하 또는 C 부하가있는 전류 소스 인버터

전류원 인버터 용량 성 부하의 회로도는 아래 그림에 나와 있습니다.

C 부하가있는 전류 소스 인버터

o에서 T / 2, T까지의 파형에서₁그리고 T_두트리거되고 출력 전류는 I₀= I_에스. 마찬가지로 T / 2에서 T로,티_삼그리고 T₄트리거되고 출력 전류는 I₀=-나_에스.그래서부하 전류 파형은 부하에 의존하지 않습니다.C-Load가있는 CSI 인버터의 출력 파형은 아래 그림과 같습니다.

C- 부하가있는 전류 소스 인버터의 출력 파형

출력 전류 파형의 통합은 출력 전압을 제공합니다. 출력 전류가 AC이면 확실히 출력 전압은 AC입니다. 회로도에서 순전히 용량 성 부하가 취해 지므로 전류가 전압을 90으로 앞서게됩니다.⁰

나는₀= I_씨= C dV₀/ DT

V₀(t) = 1 / C ∫ I_씨(t) dt = 1 / C ∫ I₀DT

C 부하의 입력 전압은

V _에 = V ₀ (0에서 T / 2까지)

V_에= -V₀(T / 2에서 T로)

출력 전압은 다음과 같은 경우 양수입니다.티₁그리고 T_두0에서π와 언제티_삼그리고 T₄π에서 3π / 2로 전도 한 다음 기본적으로티₁그리고 T_두양의 전압 부하로 인해 역방향 바이어스가됩니다. 즉,이 경우 자연 정류 또는 부하 정류가 가능합니다. 즉, 사이리스터 T를 끄기 위해 외부 회로 나 외부 정류 회로를 배치 할 필요가 없음을 의미합니다.₁그리고 T_두.자연 정류가 가능한 회로 차단 시간을 찾아야합니다. 회로 차단 시간은 다음과 같이 표현됩니다.