Inverter digunakan untuk mengubah daya dari dc ke ac. Inverter sumber tegangan (VSI) dan sumber arus inverter (CSI) adalah dua jenis inverter, perbedaan utama antara inverter sumber tegangan dan inverter sumber arus adalah tegangan keluaran konstan dalam VSI dan arus masukan konstan dalam CSI. CSI adalah sumber arus konstan yang menyuplai ac ke input, dan ini juga disebut konverter dc-link di mana arus beban konstan. Artikel ini membahas inverter sumber arus.

Apa itu Sumber Arus Inverter?

Inverter sumber arus juga dikenal sebagai inverter yang diberi makan arus yang mengubah input dc menjadi ac dan outputnya dapat berupa tiga fase atau fase tunggal. Menurut definisi sumber arus, sumber arus ideal adalah jenis sumber yang arusnya konstan dan tidak bergantung pada tegangan.

Kontrol Inverter Sumber Saat Ini

Sumber tegangan dihubungkan secara seri dengan nilai induktansi yang besar (L._d) dan ini menamai rangkaian sebagai sumber arus. Diagram rangkaian penggerak motor induksi inverter sumber arus ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Sumber Arus Penggerak Motor Induksi Inverter Fed

Rangkaian terdiri dari enam dioda (D₁, D_dua, D₃, D₄, D₅, D₆), enam kapasitor (C₁, C_dua, C₃, C₄, C₅, C₆), enam thyristor (T₁, T_dua, T₃, T₄, T₅, T₆) yang ditetapkan dengan perbedaan fase 60⁰. Output inverter terhubung ke motor induksi . Untuk kecepatan tertentu, torsi dikontrol dengan memvariasikan arus tautan-dc I_ddan arus ini dapat divariasikan dengan memvariasikan V._d. Konduksi dua sakelar dalam kelambatan yang sama tidak menyebabkan kenaikan arus secara tiba-tiba karena adanya nilai induktansi L yang besar_d.

Konfigurasi sumber arus inverter yang diumpankan penggerak motor induktor tergantung pada sumbernya ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Penggerak Motor Induksi CSI

Ketika sumber tersedia dalam sumber dc, pemotong digunakan untuk memvariasikan arus. Ketika sumber tersedia di sumber ac maka ada penyearah yang dikontrol penuh digunakan untuk memvariasikan arus keluaran.

Slip Loop Tertutup Drive CSI Terkendali Dengan Barking Regeneratif

Kecepatan referensi kesalahan motor (∆ω_m) diberikan kepada pengatur kecepatan yang biasanya adalah pengontrol VI dan keluaran dari pengontrol VI adalah kecepatan slip yang diberikan ke pengatur slip yang diperlukan untuk mengatur kecepatan. Kecepatan slip diberikan ke kontrol fluks dan keluarannya adalah arus referensi I_d^*yang harus dikontrol. Kecepatan slip (ω_MS) dan kecepatan aktual (ω_m) ditambahkan dan akan mendapatkan kecepatan sinkron, dari kecepatan sinkron kita dapat menentukan frekuensi.

Perintah frekuensi diberikan kepada CSI karena inverter sangat mampu mengontrol frekuensi. Kita dapat mengontrol keluaran CSI dengan mengubah arus masukan. Arus referensi (I_d^*) dan arus aktual (I_d) ditambahkan dan akan mendapatkan kesalahan arus (∆ I_d). Kesalahan arus diberikan ke pengontrol arus yang mengontrol arus tautan-dc dan berdasarkan arus tautan-dc kita dapat mengontrol α, dan α ini akan menentukan tegangan berdasarkan yang dapat Anda tentukan, berapa banyak arus akan berubah. Ini adalah penggerak CSI yang dikontrol selip loop tertutup dengan pengereman regeneratif. Ini adalah pengoperasian drive CSI yang dikontrol slip loop tertutup dengan pengereman regeneratif dan diagram sirkuitnya ditunjukkan pada gambar di bawah.

Penggerak CSI Terkendali Slip Loop Tertutup dengan Pengereman Regeneratif

Keuntungan utama dari drive umpan CSI adalah, lebih dapat diandalkan daripada drive yang diberi makan inverter sumber tegangan dan kerugiannya adalah, ia memiliki rentang kecepatan yang lebih rendah, respons dinamis yang lebih lambat, drive beroperasi selalu dalam loop tertutup dan tidak cocok untuk multi -motor drive.

Sumber Arus Inverter dengan R-Load

Diagram rangkaian inverter sumber arus dengan beban-R ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Sumber Arus Inverter dengan R-Load

Sirkuit ini terdiri dari empat sakelar thyristor (T₁, T_dua, T₃, T₄), Saya_Sadalah arus sumber input yang konstan, dan Anda dapat melihat bahwa tidak ada dioda anti-paralel yang terhubung. Arus konstan disediakan dengan menghubungkan sumber tegangan secara seri dengan induktansi besar. Kita tahu bahwa sifat induktansi, bahwa itu tidak akan memungkinkan perubahan arus secara tiba-tiba, jadi ketika kita menghubungkan sumber tegangan dengan induktansi besar maka pasti arus yang dihasilkan akan konstan. Faktor disipasi fundamental dari inverter sumber arus dengan beban resistif sama dengan satu.

Parameter Inverter Sumber Arus dengan R-Load

Jika kita memicu T₁dan T_duadari 0 ke T / 2 maka arus keluaran dan tegangan keluaran dinyatakan sebagai

saya₀= Saya_S> 0

V.₀= Saya₀R

Jika kita memicu T₃dan T₄dari T / 2 ke T maka arus keluaran dan tegangan keluaran dinyatakan sebagai

saya₀= -Aku_S> 0

V.₀= Saya₀R<0

Bentuk gelombang keluaran inverter sumber arus dengan beban-R ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Bentuk Gelombang Output dari Inverter Sumber Arus dengan R-Load

Dalam kasus beban resistif, pergantian paksa diperlukan. Dari 0 sampai T / 2, T₁dan T_duasedang melakukan dan dari T / 2 ke T, T₃& T₄sedang melakukan. Jadi, sudut konduksi setiap sakelar akan sama dengan ᴨ dan waktu konduksi masing-masing sakelar akan sama dengan T / 2.

Tegangan input dari beban resistif dinyatakan sebagai

“skema penyearah jembatan gelombang penuh ”

V._di= V₀(dari 0 hingga T / 2)

V._di= -V₀(dari T / 2 ke T)

Arus keluaran RMS dan tegangan keluaran RMS dari beban resistif CSI dinyatakan sebagai

saya_{0 (RMS)}= Saya_S

V._{0 (RMS)}= Saya_{0 (RMS)}R

Arus thyristor rata-rata dan RMS dari CSI dengan beban resistif adalah

saya_{T (rata-rata)}= Saya_S/dua

saya_{T (RMS)}= Saya_S/ √2

Rangkaian Fourier arus keluaran dan tegangan keluaran CSI dengan beban resistif adalah

Komponen fundamental dari arus keluaran RMS adalah

saya_{01 (RMS)}= 2√2 / ᴨ * I_S

Faktor distorsi inverter sumber arus dengan beban-R adalah

g = 2√2 / ᴨ

Distorsi harmonik total dinyatakan sebagai

THD=48.43%

Komponen fundamental dari arus thyristor rata-rata dan RMS adalah

saya_{T01 (rata-rata)}= Saya_{01 (maks)}/ ᴨ

saya_{T01 (RMS)}= Saya_{01 (maks)}/ dua

Daya fundamental melintasi beban dinyatakan sebagai

V._{01 (RMS)}*SAYA_{01 (RMS)}* cosϕ₁

Daya total yang melintasi beban dinyatakan sebagai

saya_{0 (RMS)}^duaR = V_{0 (RMS)}^dua/ R

Tegangan input V_diselalu positif karena daya selalu dikirim dari sumber ke beban.

Sumber Arus Inverter dengan beban kapasitif atau beban-C

Diagram rangkaian beban kapasitif inverter sumber arus ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Sumber Arus Inverter dengan C-Load

Dalam bentuk gelombang dari o ke T / 2, T₁dan T_duadipicu dan arus keluaran adalah I₀= Saya_S. Demikian pula dari T / 2 ke T,T₃dan T₄dipicu dan arus keluaran adalah I₀= -Aku_S.Begitubeban bentuk gelombang arus tidak tergantung pada beban.Bentuk gelombang keluaran inverter CSI dengan C-Load ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Bentuk Gelombang Output dari Inverter Sumber Arus dengan C-Load

Integrasi bentuk gelombang arus keluaran akan menghasilkan tegangan keluaran. Jika arus keluaran adalah ac maka pasti tegangan keluarannya adalah ac. Dalam diagram rangkaian, beban kapasitif murni diambil, sehingga arus memimpin tegangan sebesar 90⁰

saya₀= Saya_C= C dV₀/ DT

V.₀(t) = 1 / C ∫ I_C(t) dt = 1 / C ∫ I₀DT

Tegangan input beban-C adalah

V. _di = V ₀ (dari 0 hingga T / 2)

V._di= -V₀(dari T / 2 ke T)

Tegangan output positif saatT₁dan T_duamelakukan dari 0 hinggaπ dan kapanT₃dan T₄melakukan dari π ke 3π / 2 kemudian secara defaultT₁dan T_duamengalami bias balik karena beban tegangan positif, yang berarti dalam hal ini pergantian alami atau pergantian beban dimungkinkan, artinya kita tidak perlu memasang rangkaian eksternal atau rangkaian pergantian eksternal untuk mematikan thyristor T₁dan T_dua.Kita perlu menemukan waktu turnoff sirkuit ketika pergantian alami dimungkinkan. Waktu putaran sirkuit dinyatakan sebagai

ω₀t_c= ᴨ / 2

t_c= ᴨ / 2 ω₀

Parameter Inverter Sumber Arus dengan C-Load

Arus thyristor rata-rata dan RMS dinyatakan sebagai

saya_{T (rata-rata)}= Saya_S/dua

saya_{T (RMS)}= Saya_S/ √2

Deret Fourier arus keluaran dan tegangan keluaran dari beban kapasitif adalah

“filter lolos tinggi filter lolos rendah ”

Faktor disipasi fundamental CSI dengan beban-C sama dengan nol.

Komponen fundamental dari daya keluaran dinyatakan sebagai

P.₀₁= V_{01 (RMS)}saya_{01 (RMS)}Cos ϕ₁= 0

Komponen fundamental dari arus thyristor rata-rata dan RMS adalah

saya_{T01 (rata-rata)}= Saya_{01 (maks)}/ ᴨ dan saya_{T01 (RMS)}= Saya_{01 (maks)}/ dua

Tegangan keluaran maksimum adalah

V._{0 (maks)}= Saya_ST / 4C

Nilai RMS dari tegangan input adalah

V._{dalam (RMS)}= V_{o (maks)}/ √3

Ini adalah parameter inverter sumber arus dengan beban kapasitif.

Aplikasi

Aplikasi inverter sumber arus adalah

Unit UPS
Generator plasma LT
Penggerak motor AC
Beralih perangkat
Motor induksi untuk pompa dan kipas

Keuntungan

Kelebihan dari inverter sumber arus adalah

Dioda umpan balik tidak diperlukan
Pergantian sederhana

Kekurangan

Kerugian dari inverter sumber arus adalah

Ini membutuhkan tahap konverter ekstra
Pada beban ringan, ini memiliki masalah stabilitas dan kinerja yang lamban

Jadi, ini semua tentang gambaran inverter sumber arus , kontrol inverter sumber arus, drive CSI yang dikontrol slip loop tertutup dengan pengereman regeneratif, inverter sumber arus dengan beban-R, aplikasi, keuntungan, kerugian, dibahas. Di sini, apakah yang menjadi pertanyaan untuk Anda apa prinsip kerja inverter sumber arus?