Katika tasnia ya nguvu na umeme, vibadilishaji vya mzunguko hutumiwa hasa kwa uhifadhi wa nishati na kuboresha michakato ya uzalishaji. Kama vifaa vya kuokoa nishati na kudhibiti kasi kwa motors, hutumiwa sana katika madini, nguvu, usambazaji wa maji, petroli, kemikali, makaa ya mawe na nyanja zingine. Kiini cha kitengo cha maoni ya nishati ya kibadilishaji cha mzunguko ni ubadilishaji amilifu. Mbinu ya utekelezaji ya kitengo cha maoni ya nishati ya kigeuzi cha masafa ya jumla ni kulisha nishati iliyozalishwa upya kwenye gridi ya taifa kwa vibadilishaji vibadilishaji vya awamu ya tatu vya kupambana na sambamba kwenye kirekebishaji kisichodhibitiwa cha hatua ya mbele ya kibadilishaji masafa ya jumla. Mzunguko mkuu wa kitengo cha maoni ya nishati huundwa hasa na daraja la kibadilishaji data linalojumuisha thyristors, IGBTs, moduli za IPM, na baadhi ya saketi za pembeni.
Mwisho wa pato la daraja la inverter umeunganishwa na vituo vya pembejeo R, S, na T ya kibadilishaji cha mzunguko kwa njia ya reactors tatu za choke, na mwisho wa pembejeo umeunganishwa na terminal nzuri ya upande wa DC wa kibadilishaji cha mzunguko wa ulimwengu kwa njia ya diode ya kutengwa ili kuhakikisha mtiririko wa unidirectional wa nishati katika mwelekeo wa "kibadilishaji cha mzunguko wa mzunguko wa gridi ya kazi ya inverter". Kazi ya kinu cha kusongesha ni kusawazisha tofauti ya voltage, kuweka kikomo cha sasa na kichujio, ikichukua jukumu muhimu katika maoni ya nishati ya kuzaliwa upya kwa gridi ya nishati.
Mchakato wa kufanya kazi wa mfumo ni: wakati motor inafanya kazi, kifaa cha inverter haifanyi kazi, na zilizopo za kubadili inverter zote zimezuiwa na katika hali ya mbali; Wakati injini iko katika hali ya kuzaliwa upya kwa nguvu, nishati hutolewa kwa gridi ya taifa na motor, na kifaa cha inverter kinachofanya kazi kinahitaji kuanza kufanya kazi.
Uanzishaji wa kifaa cha inverter hai wakati wa maoni ya nishati hudhibitiwa na ukubwa wa voltage ya upande wa DC Ud ya kibadilishaji cha mzunguko. Msingi ni kwamba wakati motor iko katika hali ya umeme, voltage ya upande wa DC ya kibadilishaji cha mzunguko inabaki kimsingi. Wakati injini iko katika hali ya kuzalisha breki, nishati ya kuzaliwa upya ya injini ya AC huchaji capacitor ya kuhifadhi nishati katikati ya kiungo cha DC cha kibadilishaji masafa, na kusababisha voltage ya basi la DC kupanda. Kwa muda mrefu kama ukubwa wa Ud umegunduliwa, hali ya motor inaweza kuamua, na kifaa cha inverter kinachofanya kazi kinaweza kudhibitiwa ili kufikia maoni ya nishati.
Wakati nishati inarudishwa kwa upande wa DC na motor, na kusababisha voltage ya basi ya DC kuzidi voltage ya kilele cha mstari wa gridi ya nguvu, daraja la kurekebisha la kibadilishaji cha mzunguko wa ulimwengu wote litazimwa kwa sababu ya voltage ya nyuma; Wakati voltage ya basi ya DC inaendelea kupanda na kuzidi voltage ya kazi ya inverter inayoanza, inverter huanza kufanya kazi, kulisha nishati kwenye gridi ya taifa kutoka upande wa DC; Wakati voltage ya basi ya DC inashuka kwa voltage ya uendeshaji ya inverter, inverter hai imezimwa.
Kwa kutumia kibadilishaji cheti amilifu ili kutoa maoni kuhusu nishati ya kuzaliwa upya inayozalishwa wakati wa kupunguza kasi ya mwendo na kushika breki hadi kwenye gridi ya umeme, kibadilishaji masafa ya ulimwengu wote kinaweza kushinda ufanisi mdogo na ugumu wa kukidhi mahitaji ya kufunga breki haraka na mzunguko wa kurudi nyuma unaosababishwa na matumizi ya kawaida ya vipingamizi vya breki, kuwezesha kibadilishaji masafa ya ulimwengu wote kufanya kazi katika robodi nne.
1) Mfumo wa udhibiti wa maoni ya nishati
Mfumo kamili wa udhibiti wa maoni ya nishati unapaswa kufikia hali ya udhibiti wa awamu, voltage, sasa, nk, ambayo inahitaji kwamba mchakato wa maoni lazima ulandanishwe na awamu ya gridi ya taifa, na kifaa cha inverter kinachofanya kazi kinapaswa kuanza tu wakati voltage ya basi ya DC inazidi thamani fulani; Mfumo unapaswa kuwa na uwezo wa kudhibiti ukubwa wa sasa wa maoni, na hivyo kudhibiti torque ya kusimama ya motor na kufikia breki sahihi.
2) Aina mbili za vitengo vya maoni ya nishati ya kibadilishaji masafa ya ulimwengu wote
Hapo awali, mzunguko mkuu wa vitengo vya maoni ya nishati uliundwa zaidi na thyristors na IGBT. Katika miaka ya hivi majuzi, baadhi ya aina mpya za vitengo vya maoni ya nishati pia zimetumia moduli mahiri kama vile IPM kurahisisha muundo wa mfumo wa vitengo vya maoni ya nishati.
(1) Kitengo cha maoni ya nishati ya Thyristor:
Mzunguko mkuu wa maoni ya nishati unajumuisha vifaa vya thyristor, ambayo pia ni kitengo cha maoni ya nishati ya mapema. Haitumiwi tu katika vibadilishaji vya mzunguko, lakini pia katika kuvunja kwa baadhi ya mifumo ya udhibiti wa kasi ya DC inayoweza kubadilishwa.
① Sambaza hali ya kufanya kazi ya kigeuzi cha masafa ya ulimwengu wote: Mota inapokuwa katika hali ya umeme, kirekebishaji cha kibadilishaji masafa kinafanya kazi, huku kifaa cha thyristor katika kitengo cha maoni ya nishati hakijaanzishwa na kiko katika hali ya kukatika, na kirekebishaji kinafanya kazi katika mwelekeo wa mbele. Sehemu ya inverter inayoweza kudhibitiwa ya inverter inasababishwa kufanya kazi, sehemu isiyoweza kudhibitiwa ya kurekebisha reverse iko katika hali ya kukatwa, na inverter iko katika uendeshaji wa mbele.
② Hali ya nyuma ya kufanya kazi ya kigeuzi cha masafa ya ulimwengu wote: Wakati injini iko katika hali ya kuzalisha, kirekebishaji cha kibadilishaji masafa kiko katika hali ya kukatika, na vifaa vya thyristor katika kitengo cha maoni ya nishati huanzishwa kufanya kazi. Sehemu ya inverter inayoweza kudhibitiwa ya inverter bado inasababishwa kufanya kazi, sehemu isiyoweza kudhibitiwa ya kurekebisha reverse iko katika hali ya kufanya kazi, na inverter inafanya kazi kinyume chake.
(2) Kitengo cha maoni ya nishati ya IGBT:
Mzunguko mkuu wa maoni ya nishati unaundwa na vifaa vya IGBT, ambavyo hutumiwa sana katika vibadilishaji masafa ya jumla. Diode ya freewheeling iliyounganishwa na vifaa vya IGBT haiwezi kutumika kama kifaa cha kurekebisha kwa sababu ya kizuizi cha diode ya kutengwa iliyounganishwa kwa upande wa DC. Gharama yake inapaswa kuwa kubwa zaidi kuliko ile ya kitengo cha maoni ya nishati ya thyristor.
① Hali ya kufanya kazi mbele ya kibadilishaji masafa ya ulimwengu wote: Mota inapokuwa katika hali ya umeme, kirekebishaji cha kibadilishaji masafa kinafanya kazi, huku kifaa cha IGBT katika kitengo cha maoni ya nishati hakijaanzishwa na kiko katika hali ya kukatika, na kirekebishaji kinafanya kazi katika mwelekeo wa mbele. Vifaa vya IGBT katika inverter vinasababishwa kufanya kazi, na sehemu isiyodhibitiwa ya kurekebisha reverse iko katika hali ya kukatwa, wakati inverter iko katika uendeshaji wa mbele.
② Hali ya nyuma ya kufanya kazi ya kibadilishaji masafa ya ulimwengu wote: Mota inapokuwa katika hali ya kuzalisha, kirekebishaji cha kibadilishaji masafa kiko katika hali ya kukatika, na kifaa cha IGBT katika kitengo cha maoni ya nishati kinaanzishwa kufanya kazi. Vifaa vya IGBT katika inverter bado vinasababishwa kufanya kazi, na sehemu isiyodhibitiwa ya kurekebisha reverse inafanya kazi, na kusababisha inverter kufanya kazi kinyume chake.