विरल आव्यूह परिवर्त्तक

विरल आव्यूह परिवर्त्तक एसी परिवर्त्तक है जो घटकों की अल्प संख्या, अल्प-जटिलता मॉडुलन योजना और अल्प प्राप्ति प्रयास प्रदान करता है। प्रोफेसर जोहान डब्ल्यू कोलार द्वारा 2001 में आविष्कार किया गया, विरल आव्यूह परिवर्त्तक पारंपरिक आव्यूह परिवर्त्तक की बहु चरण रूपांतरण प्रक्रिया से बचते हैं, औद्योगिक संचालन में प्रणाली विश्वसनीयता में संशोधन करते हैं। इसका प्रमुख अनुप्रयोग अत्यधिक कॉम्पैक्ट एकीकृत एसी ड्राइव में है।

विशेषताएं

• डीसी लिंक ऊर्जा भंडारण तत्वों के साथ अर्ध-प्रत्यक्ष एसी रूपांतरण में होता है।
• मुख्य वोल्टेज के साथ चरण में साइनसॉइडल इनपुट धारा होता है।
• शून्य डीसी लिंक धारा कम्यूटेशन स्कीम जिसके परिणामस्वरूप अल्प मॉडुलन जटिलता और अधिक उच्च विश्वसनीयता है।
• उपलब्ध पावर परिपथ/पावर मॉड्यूल की अल्प जटिलता है।
• अल्ट्रा-स्पर्स आव्यूह परिवर्त्तक, अधिक अल्प प्राप्ति प्रयास दिखाता है, यदि यूनिडायरेक्शनल पावर फ्लो को स्वीकार किया जा सकता है (30 ° इनपुट धारा फंडामेंटल और इनपुट वोल्टेज का स्वीकार्य विस्थापन, साथ ही आउटपुट वोल्टेज फंडामेंटल और आउटपुट धारा के लिए), तदनुसार, संभावित अनुप्रयोग क्षेत्र अल्प गतिकी की परिवर्तनशील गति पीएसएम ड्राइव होगा।

टोपोलॉजी

आव्यूह परिवर्त्तक

आव्यूह परिवर्त्तक उपकरण है जो एसी इनपुट आपूर्ति को आवश्यक परिवर्तनीय एसी आपूर्ति को बिना किसी मध्यवर्ती रूपांतरण प्रक्रिया के आउटपुट के रूप में परिवर्तित करता है जबकि इन्वर्टर की स्थिति में जो एसी-डीसी-एसी को परिवर्तित करता है जो डायोड रेक्टीफायर, फिल्टर, चार्ज-अप परिपथ के रूप में अधिक अतिरिक्त घटक है। किन्तु आव्यूह परिवर्त्तक की स्थिति में उनकी आवश्यकता नहीं है।

विरल आव्यूह कनवर्टर

विरल आव्यूह परिवर्त्तक टोपोलॉजी के लक्षण 15 ट्रांजिस्टर, 18 डायोड और 7 पृथक चालक क्षमता हैं। प्रत्यक्ष आव्यूह परिवर्त्तक की तुलना में यह टोपोलॉजी समान कार्यक्षमता प्रदान करती है, किन्तु विद्युत स्विच की अल्प संख्या और उत्तम शून्य डीसी-लिंक वर्तमान कम्यूटेशन योजना को नियोजित करने का विकल्प, जो अल्प नियंत्रण जटिलता और उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता प्रदान करता है।

अधिक विरल आव्यूह परिवर्त्तक

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चित्र 2: अधिक विरल आव्यूह की टोपोलॉजी।

अधिक विरल आव्यूह परिवर्त्तक टोपोलॉजी के लक्षण 12 ट्रांजिस्टर, 30 डायोड और 10 पृथक चालक क्षमता हैं। डायरेक्ट आव्यूह परिवर्त्तक और स्पार्स आव्यूह परिवर्त्तक की तुलना में कार्यक्षमता में कोई सीमाएँ नहीं हैं। विरल आव्यूह कनवर्टर की तुलना में अल्प ट्रांजिस्टर होते हैं किन्तु चालन पथों में डायोड की बढ़ती संख्या के कारण उच्च चालन हानि होती है।

अल्ट्रा विरल आव्यूह परिवर्त्तक

चित्र 3: अल्ट्रा-स्पर्स आव्यूह की टोपोलॉजी।

अल्ट्रा विरल आव्यूह परिवर्त्तक टोपोलॉजी के लक्षण 9 ट्रांजिस्टर, 18 डायोड और 7 पृथक चालक क्षमता हैं। स्पार्स आव्यूह परिवर्त्तक की तुलना में इस परिवर्त्तक टोपोलॉजी की महत्वपूर्ण सीमा इनपुट वोल्टेज और इनपुट धारा के मध्य इसके अधिकतम चरण विस्थापन का प्रतिबंध है जो ± 30° तक सीमित है।

मल्टी-स्टेप कम्यूटेशन

चित्र 4: विरल आव्यूह परिवर्त्तक रेक्टिफायर इनपुट चरण का मल्टीस्टेप कम्यूटेशन है।

यह कम्यूटेशन योजना है, जिसे चित्र 4 में दर्शाया गया है। रेक्टिफायर इनपुट चरण की दी गई स्विचिंग स्थिति के लिए, इन्वर्टर आउटपुट चरण का कम्यूटेशन पारंपरिक वोल्टेज डीसी-लिंक कनवर्टर के कम्यूटेशन के समान प्रकार से किया जाना है। विरल आव्यूह परिवर्त्तक के कम्यूटिंग ब्रिज लेग्स की मूल संरचना चित्र 4 (ए) में दिखाई गई है। सकारात्मक डीसी-लिंक वोल्टेज बस p के इनपुट a से इनपुट b के कनेक्शन को परिवर्तित करने के लिए स्विच अनुक्रम चित्र 4 (बी) और छवि 4 (सी) में दिखाया गया है। चित्र 4 (बी) धारणा uab> 0 के साथ वर्तमान-स्वतंत्र कम्यूटेशन है। छवि 4 (सी) में धारणा i> 0 के साथ वोल्टेज-स्वतंत्र कम्यूटेशन है।

डीसी-लिंक वोल्टेज के शॉर्ट परिपथ से बचने के लिए ब्रिज लेग के पावर ट्रांजिस्टर के टर्न-ऑफ और टर्न-ऑन के मध्य डेड टाइम प्रारम्भ किया जाना है। दिए गए इन्वर्टर स्विचिंग स्टेट के लिए विरल आव्यूह परिवर्त्तक रेक्टिफायर इनपुट चरण की स्विचिंग स्थिति को परिवर्तित करने के लिए, किसी को यह सुनिश्चित करना होगा कि किसी भी दो इनपुट लाइनों के मध्य कोई द्विदिश संबंध नहीं है। यह आश्वासन देता है कि इनपुट लाइन-टू-लाइन वोल्टेज का कोई शॉर्ट परिपथ नहीं हो सकता है। इसके अतिरिक्त वर्तमान पथ निरंतर प्रदान किया जाना चाहिए। इसलिए मल्टीस्टेप कम्यूटेशन योजना, वोल्टेज इंडिपेंडेंट और धारा इंडिपेंडेंट कम्यूटेशन का उपयोग करते हुए पारंपरिक डायरेक्ट आव्यूह परिवर्त्तक के लिए नियोजित किया जा सकता है।

शून्य डीसी लिंक धारा कम्यूटेशन

चित्र 5: विरल आव्यूह परिवर्त्तक के लिए दिखाया गया शून्य डीसी लिंक धारा कम्यूटेशन है।

पूर्व में बताए गए मल्टीस्टेप कम्यूटेशन की अल्पता इसकी जटिलता है। विरल आव्यूह परिवर्त्तक जैसे अप्रत्यक्ष आव्यूह परिवर्त्तक सीमा तक नियंत्रण स्वतंत्रता प्रदान करते हैं जो पारंपरिक डायरेक्ट आव्यूह परिवर्त्तक के लिए उपलब्ध नहीं है। इसका उपयोग जटिल रूपांतरण समस्या को सरल बनाने के लिए किया जा सकता है। यह प्रस्तावित किया गया है इन्वर्टर चरण को फ्री-व्हीलिंग अवस्था में परिवर्तन करने के लिए, और पुनः शून्य डीसी-लिंक धारा के साथ रेक्टिफायर चरण को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। यह चित्र 5 में दिखाया गया है।

चित्र 5(ए) विरल आव्यूह परिवर्त्तक के ब्रिज लेग में पावर ट्रांजिस्टर के नियंत्रण को दर्शाता है। चित्र 5 (बी) स्विचिंग राज्य अनुक्रम दिखाता है जहां s0; s7 = 1 इन्वर्टर चरण के फ्री-व्हीलिंग ऑपरेशन को प्रदर्शित करता है। इसके अतिरिक्त, डीसी-लिंक वर्तमान i दिखाया गया है।

शून्य डीसी लिंक करेंट कम्यूटेशन योजना इनपुट चरण के स्विचिंग लॉस में अल्पता का अतिरिक्त लाभ देती है। यह सुनिश्चित करना है कि पुल के अर्ध भाग में पावर ट्रांजिस्टर के टर्न-ऑन अंतराल का कोई ओवरलैपिंग न हो, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप इनपुट लाइन-टू-लाइन वोल्टेज का शॉर्ट परिपथ होगा।

चित्र 6: ऑन-स्विचिंग अवधि के समय विरल आव्यूह परिवर्त्तक की विशेषता वोल्टेज और धाराएं और स्विचिंग स्थिति है।

चित्र 6 स्विचिंग अवधि के अंदर डीसी-लिंक वोल्टेज u और डीसी-लिंक वर्तमान i के गठन को दर्शाता है

इसके अतिरिक्त, यह उदाहरण के रूप में दिखाता है कि रेक्टीफायर और इन्वर्टर चरण के स्विचिंग फ़ंक्शन $\phi _{1}$ अंतराल में $(0...\pi /6)$और $\phi _{2}$ अंतराल में $(0...\pi /6)$ इनपुट चरण स्विचिंग शून्य डीसी-लिंक धारा पर होती है। डीसी-लिंक धारा का स्थिर औसत मूल्य होता है ${\bar {i}}$ अंदर $\tau _{ac}$ और $\tau _{ab}$ स्विचिंग स्टेट फ़ंक्शंस इस रूप में दिए गए हैं $s_{A},s_{B}$, और $s_{C}$की स्विचिंग आवृत्ति रिपल $u_{ac},u_{ab},i_{A}$ और $i_{C}$ उपेक्षित है।