منابع تغذیه با کموتاسیون بار

این منابع تغذیه در ساختار اینورتر خود از سویچ های نیمه هادی تریستور استفاده می کنند.به علت عدم توانایی قطع تریستور در حالت جریان غیر صفر،معمولا با استفاده از رزونانس مدار و قرار گرفتن در نقطه کاری مناسب ،شرایط برای انجام کموتاسیون با استفاده از بار فراهم می شود.کوره های تریستوری اولین کوره های با سویچ نیمه هادی بودند که در توان های بالا استفاده شدند.و هنوز هم در توان های بالا بی رقیب باقی مانده اند.نحوه آرایش بار در این کوره ها تعیین کننده خواص و کاربردهای متفاوتی برای هریک از این کوره ها خواهد بود.در ادامه 3 نوع پرکاربرد این کوره ها با آرایش های مختلف بررسی شده اند.

1. منابع تغذیه تریستوری با آرایش موازی

این منابع تغذیه،با توجه به راندمان بسیار خوب،قابلیت اطمینان بالا و قیمت مناسب، پرکاربرد ترین منبع تغذیه با سویچ تریستوری می باشند.اکثر سازندگان جهانی کوره های القایی،کوره های خود را با این ساختار به بازار عرضه می کنند.این کوره ها تا توان 18 مگاوات ساخته می شوند.شکل 3-1 آرایش کلی این منبع تغذیه را نشان می دهد.

 

 

 

شکل ‏3-1- ساختار کلی منبع تغذیه تریستوری با آرایش موازی

 

منابع تغذیه رزونانس موازی تریستوری از پل تریستوری در ورودی خود به عنوان یکسوساز استفاده میکنند.از کنترل زاویه آتش پل تریستوری یکسوساز به عنوان عامل اصلی کنترل توان استفاده می شود.در توان های زیر 1مگاوات و ولتاژ شبکه استاندارد 400 ولت، از پل تریستوری 6 پالسه به عنوان یکسوساز استفاده می شود،و برای توان های بالاتر،به منظور کاهش هارمونیک های جریان ورودی، از پل12 و 24 پالسه استفاده می شود.البته این موضوع مرز مشخصی ندارد و کوره هایی با توان 2 مگاوات نیز با یکسوساز 6 پالسه، و ولتاژ شبکه بالاتر از 400 ولت ساخته می شوند.

اینورتر کوره های تریستوری موازی ،برای امکان انجام کموتاسیون باید با منبع جریان تغذیه شود.برای این منظور از یک عدد سلف جریان مستقیم در خروجی یکسوساز برای تثبیت جریان خروجی استفاده می شود.این سلف دارای حجم و وزن قابل توجهی در مقایسه با کل منبع تغذیه خواهد شد.

در مدار رزونانس این کوره ها،کویل به صورت موازی با خازن رزونانس قرار می گیرد.سطح جریان اینورتر با توجه به اینکه خازن تامین کننده قسمت اعظم جریان کویل است،در مقایسه با کوره های دیگر بسیار پایین تر است.وهمین موضوع نیز باعث راندمان بهتر این کوره ها شده است.

فرکانس کاری این کوره ها در محدوده زیر  10KHz قرار دارد.محدود کننده فرکانس در این کوره ها،سرعت قطع تریستورهای اینورتر می  باشد.معمولا با بالا رفتن توان در کاربردهای ذوب،آهنگری و عملیات حرارتی،به فرکانس کمتری نیاز است ،لذا به خاطر افزایش راندمان و قابلیت اطمینان،در این کاربردها، با بالا رفتن توان،کوره ها در فرکانس کمتری ساخته می شوند.جدول 3-1 مقادیر توان و فرکانس را،در کاربرد ذوب، برای کوره های آرایش موازی ساخته شده به وسیله یک تولید کننده معروف،نشان می دهد.

 

جدول ‏3-1- مقادیر ولتاژ،توان،فرکانس و جریان کوره های تریستوری موازی متعارف برای کاربرد ذوب

 

در گذشته، منابع تغذیه رزونانس موازی برای راه اندازی و ایجاد امکان کموتاسیون،از مدار راه انداز اضافی استفاده می کردند.امروزه با روش کنترلی خاصی، نیاز به مدار راه انداز،که به عنوان یکی از پیچیدگی های این ساختار شناخته می شد،رفع شده است.البته هنوز هم سازندگانی هستند که از روش قدیمی مدار راه انداز اضافی استفاده می کنند.

نکته منفی در مورد این منابع تغذیه،کنترل توان بوسیله یکسوساز ورودی می باشد،که در توان های غیر نامی باعث کاهش ضریب توان در ورودی خواهد شد.البته در کاربرد هایی مانند ذوب که در اکثر مواقع نیاز به توان نامی می باشد،این مورد چندان مشکلی ایجاد نمی کند و از طرف دیگر همانطور که در فصل 4 به تفصیل بررسی می شود،می توان در یک طراحی خوب از یک پارامتر کنترلی دیگر نیز به طور موثر استفاده نمود.

نکته منفی دیگری که در صورت طراحی نامناسب کوره پیش می آید،عدم امکان استفاده از توان نامی کوره در مراحل ابتدایی ذوب است،که به اشتباه به عنوان یکی از خواص این کوره ها پذیرفته شده است.

  در مورد کاربرد های کوره های رزونانس موازی تریستوری باید گفت که امروزه این کوره ها اکثرا در کاربرد های ذوب و آهنگری استفاده می شوند.در مواردی که از این مدل کوره ها در کاربرد عملیات حرارتی استفاده شود،از یک عدد ترانس که دو وظیفه ایزولاسیون و تطبیق امپدانس را بر عهده دارد،در خروجی اینورتر وقبل از اتصال به کویل،استفاده می شود.لازم بذکر است که در مورد کاربرد عملیات حرارتی،معمولا در توان های بالا،و برای قطعات بزرگ از این کوره ها استفاده می شود.

 

2. منابع تغذیه تریستوری با آرایش سری

اوایل ظهور المان های نیمه هادی قدرت و قبل از استفاده کار آمد از سویچ IGBT در کوره های القایی،منابع تغذیه رزونانس سری تریستوری،به عنوان نوعی از منابع تغذیه منبع ولتاژ،ساخته می شدند.از مزیتهای کوره های سری تریستوری،نسبت به کوره های موازی تریستوری،می توان به یکسوساز دیودی در ورودی ، کنترل توان بهوسیله اینورتر،و سرعت ذوب بالاتر  اشاره کرد.البته به علت راندمان بسیار پایین و تعمیرات و قیمت بالا، امروزه ساخت و استفاده از این کورهها بهجز در معدودی از موارد منسوخ شده است.شکل 3-3 ساختار کلی این نوع منابع تغذیه را نشان میدهد.

 

هیچ نظری وجود ندارد .

نـــــــــــام شمـــــــا :