مدار تبدیل تک فاز به سه فاز

ارائه یک طرح مشخص از توپولوژی تبدیل تک فاز به سه فاز که برای انواع دستگاه ها و مدارهای مستقل الکتریکی کاربرد دارد، برای افراد زیادی می تواند جالب باشد. نکته جالب ماجرای هر مداری این  است که می توان اکثر بخش های یک مدار را به یک مبدل در نوع های مختلف تبدیل کرد.

ایده ایجاد مبدل برای وضعیت تک فاز به سه فاز، در واقع برای کاهش  جریان سوئیچینگ و تحریف هارمونیکی مبدل از سمت ورودی، کاربرد دارد. به این معنا که ورودی مبدل یک منبع تک فاز باشد و شما قصد داشته باشید خروجی آن مدار یا مبدل را با سه فاز متعادل کنید.

برخی از متخصصین از اینور برای انجام تبدیل مذکور استفاده می کنند و برخی شیوه های دیگر و مخصوص به خود را دارند. در این بخش ما قصد داریم به بررسی کلی روند تبدیل های تک فاز به سه فاز بپردازیم.

تبدیل تک فاز به سه فاز

مقدمه ای بر تبدیل تک فاز به سه فاز

در گذشته در مبدل تک فاز به سه فاز، به دلیل استفاده از خازن ها و راکتورهای دارای مبدل های ترانسفورماتور، روند کار بسیار پیچیده به نظر می رسید. در حقیقت سیستم مذکور با دارا بودن خازن و سایر اجزا بسیار گران اما کارآمد بود. بنابراین امروزه برای غلبه بر مشکلات حاشیه ای از قطعات الکترونیکی دیگری استفاده می شود.

جالب است بدانید که در ابتدای ساخت یک مدار تک فاز به سه فاز از دستگاه های الکترونیکی قدرتمند در حالت جامد استفاده می شده است. دستگاه های الکترونیکی پر قدرت به طور معمول نقش یک سوئیچ را ایفا می کردند که اصلی ترین فناوری مورد استفاده در پردازشگر برق بودند. فراتر از سوئیچ های قدرت، بعدها امکان استفاده از توپولوژی مدارهای مختلف با کمک دستگاه های الکترونیکی پیشرفته فراهم شد.

از دستگاه های الکترونیکی پیشرفته در قالب توپولوژی، می توان به همان سیستم های تبدیل سه فاز به سه فاز، تک فاز به تک فاز و سه فاز به تک فاز اشاره کرد.

مناطق روستایی از جمله منطقه هایی هستند که از منبع تک فاز استفاده می کنند، و به دلیل اینکه تهیه یک منبع سه فاز برای اهداف صنعتی می تواند بسیار دشوار تلقی شود، سه فاز در این مناطق بسیار کاربرد دارد. در ادامه به بررسی راه حلی مناسب برای تبدیل با هزینه‌ های بسیار کم، خواهیم پرداخت که می تواند برای مناطق روستایی بسیار پر کاربرد باشد.

تبدیل تک فاز به سه فاز و مدار بلوکی

نمودار بلوکی تبدیل های تک فاز به سه فاز

در تبدیل فازها نمودار به طور عمده از دو قسمت تشکیل شده است:

  1. مرحله کانورتر
  2. مرحله درایوینگ

منبع تغذیه به عنوان ورودی بلوک، یکسو تعبیه می شود. یکسو ساز، سیگنال AC را به DC تبدیل می کند که ممکن است سیگنال تبدیل شده خالص نباشد. عدم خلوص سیگنال تبدیل به معنای داشتن مقداری سیگنال قبلی یا AC است. با استفاده از یک خازن یا فیلتر سلف می توان DC ضربان دار یا ناخالص را متعادل کرد. در این صورت سیگنال خروجی کاملا DC می شود.

خروجی پس از خالص شدن به بلوک اینورتر داده می شود که توسط مرحله درایوینگ کنترل خواهد شد. دروازه IGBT از طریق یک کنترل کننده قابل کنترل است که در آن خروجی کنترلر از یک PWM sin است. برنامه مناسب برای PWM در کنترل کننده بازگیری می شود که کنترلر برای انجام فعالیت خود، از باتری 5 ولت انرژی دریافت می کند.

تبدیل تک فاز به سه فاز در عمل

تحلیل نمودار مدار تبدیل از تک فاز به سه فاز

با توجه به تصویر نمودار، مشخص است که منبع تک فاز به DC تبدیل شده و مجدد به AC مبدل می شود. مدار درایو، به یک رابطه بین سیگنال ‌های کنترل که از میکرو کنترلر و IGBT در مدار می آیند، نیاز دارد.

ورودی، به ولتاژ منبع مورد نیاز برای عملکرد مطلوب IGBT در سطح DC 110 ارتباط دارد که برای به دست آوردن ولتاژ خط به خط، ولتاژ 415 ولت AC را به عنوان خروجی سطح DC IGBT بیش از 110 ولت می کند.

علاوه بر این ها، IGBT قسمت بالا در مدار تبدیل تک فاز به سه فاز منبع اتصال به زمین نخواهد داشت، از این رو ولتاژ واقعی مورد نیاز برای اندازه گیت، به ولتاژ متغیر در منبع بستگی دارد. توجه داشته باشید که برنامه ارائه شده در این مدار به عملکرد دینامیکی خوبی نیاز ندارد، زیرا هیچ بار دینامیکی و سرعتی برای چنین مداری لازم نخواهد بود.

نحوه عملکرد مدار

همانطور که در نمودار واضح است، منبع تغذیه تک فاز 230 ولت با کمک یک ترانسفورماتور خودکار به ورودی یکسو ساز می رود.

ترانسفورماتور برای تنظیم ولتاژ ورودی AC است که مدار یک فاز AC را به DC تبدیل می کند.

فیلتر برای کاهش هارمونیک های موجود در AC متصل است که جریان DC را خالص می کند.

استفاده از فیوز در مدار به منظور محافظت و ایجاد مقاومت برای محدود کردن جریان اتصال است.

بر این اساس، در این مدار تبدیل تک فاز به سه فاز ، مبدل تقویت کننده، یکسو کننده و اینورتر می توانند مقدار DC را از 300 ولت به 600 ولت افزایش دهند که در نهایت به سه فاز AC تبدیل می شود.

تبدیل تک فاز به سه فاز و کاربرد

نکاتی پایانی..

باید در نظر داشته باشید که در این مقاله منظور از تبدیل در واقع به حرکت درآوردن میزان بار در مدار است. در عمل اینکه مدار به خوبی کار کند، از مبدل تقویت کننده برای به دست آوردن ولتاژ AC با خروجی متناسب با مدار استفاده می شود. در واقع مدار، سطح ولتاژ DC را بهبود می بخشد و سپس اقدام به ارائه سه فاز می کند.

استفاده از مبدل با آن که جریان DC را بهبود می بخشد اما موجب کاهش ضریب توان می شود که نیازمند بهبود است. برای بهبود با استفاده از مدار اصلاح ضریب می توان ضریب توان را مدیریت کرد.

در آخر باید بدانید که مدار ذکر شده را از لحاظ کارآیی می توان برای تبدیل فاز با هزینه های بسیار کم در نظر گرفت. در واقع عملکرد پایدار موجود در مدار تبدیل تک فاز به سه فاز می تواند برای نیازهای مناطق روستایی بسیار مناسب باشد.

منبع: ijareeie

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا