¿Qué es el inversor de fuente actual: funcionamiento y sus aplicaciones?

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Los inversores se utilizan para convertir la energía de CC a CA. El inversor de fuente de voltaje (VSI) y la fuente de corriente inversor (CSI) son dos tipos de inversores, la principal diferencia entre el inversor de fuente de voltaje y el inversor de fuente de corriente es que el voltaje de salida es constante en VSI y la corriente de entrada es constante en CSI. El CSI es una fuente de corriente constante que suministra ca a la entrada y también se denomina convertidor de enlace de cc en el que la corriente de carga es constante. Este artículo analiza el inversor de fuente actual.

¿Qué es el inversor de fuente de corriente?

El inversor de fuente de corriente también se conoce como inversor alimentado por corriente que convierte la entrada de CC en CA y su salida puede ser trifásica o monofásica. Según la definición de fuente de corriente, una fuente de corriente ideal es el tipo de fuente en la que la corriente es constante e independiente del voltaje.




Control de inversor de fuente de corriente

La fuente de voltaje está conectada en serie con un gran valor de inductancia (LD) y esto nombró al circuito como la fuente de corriente. El diagrama del circuito del variador de frecuencia del motor de inducción alimentado por inversor de fuente de corriente se muestra en la siguiente figura.

Fuente de corriente Accionamiento del motor de inducción con alimentación por inversor

Fuente de corriente Accionamiento del motor de inducción con alimentación por inversor



El circuito consta de seis diodos (D1, D2, D3, D4, D5, D6), seis condensadores (C1, C2, C3, C4, C5, C6), seis tiristores (T1, T2, T3, T4, T5, T6) que se fijan con una diferencia de fase de 600. La salida del inversor está conectada a la Motor de inducción . Para una velocidad dada, el par se controla variando la corriente del enlace de CC IDy esta corriente se puede variar variando el VD. La conducción de dos interruptores en el mismo retardo no conduce a un aumento repentino de la corriente debido a la presencia de un gran valor de inductancia LD.

En la siguiente figura se muestran las configuraciones del variador de frecuencia del motor inductor alimentado por inversor de fuente de corriente, según la fuente.

Accionamientos de motor de inducción CSI

Accionamientos de motor de inducción CSI

Cuando la fuente está disponible en fuente de CC, el interruptor se usa para variar la corriente. Cuando la fuente está disponible en fuente de CA, entonces se usa un rectificador totalmente controlado para variar la corriente de salida.


Accionamiento CSI controlado por deslizamiento en bucle cerrado con ladridos regenerativos

La velocidad de referencia del error del motor (∆ωmetro) se le da al controlador de velocidad, que normalmente es un controlador VI y la salida del controlador VI es la velocidad de deslizamiento que se le da al regulador de deslizamiento que se requiere para regular la velocidad. La velocidad de deslizamiento se da al control de flujo y la salida de esta es la corriente de referencia ID*eso debe ser controlado. La velocidad de deslizamiento (ωSra) y velocidad real (ωmetro) se suman y obtendremos la velocidad síncrona, a partir de la velocidad síncrona podemos determinar la frecuencia.

El comando de frecuencia se le da al CSI porque el inversor es muy capaz de controlar la frecuencia. Podemos controlar la salida de CSI cambiando la corriente de entrada. La corriente de referencia (ID*) y corriente real (ID) se agrega y obtendrá el error de la corriente (∆ ID). El error de la corriente se le da al controlador de corriente que controla la corriente del enlace de CC y, en función de la corriente del enlace de CC, podemos controlar el α, y este α decidirá el voltaje en función del cual se puede determinar, esa cantidad de corriente va a cambiar. Este es el variador CSI de circuito cerrado controlado por deslizamiento con frenado regenerativo. Esta es la operación de un variador CSI de circuito cerrado controlado por deslizamiento con frenado regenerativo y su diagrama de circuito se muestra en la siguiente figura.

Accionamiento CSI de circuito cerrado controlado por deslizamiento con frenado regenerativo

Accionamiento CSI de circuito cerrado controlado por deslizamiento con frenado regenerativo

La principal ventaja del variador alimentado por CSI es que es más confiable que el variador alimentado por inversor de fuente de voltaje y la desventaja es que tiene un rango de velocidad más bajo, una respuesta dinámica más lenta, el variador opera siempre en circuito cerrado y no es adecuado para múltiples -motor impulsor.

Inversor de fuente de corriente con R-Load

El diagrama de circuito del inversor de fuente de corriente con carga R se muestra en la siguiente figura.

Inversor de fuente de corriente con R-Load

Inversor de fuente de corriente con R-Load

El circuito consta de cuatro interruptores de tiristores (T1, T2, T3, T4), ISes la corriente de la fuente de entrada que es constante, y puede ver que no hay ningún diodo antiparalelo conectado. La corriente constante se proporciona conectando fuentes de voltaje en serie con gran inductancia. Sabemos que la propiedad de la inductancia no permitirá el cambio repentino en la corriente, por lo que cuando conectamos una fuente de voltaje con una inductancia grande, definitivamente la corriente producida a través de ella será constante. El factor de disipación fundamental del inversor de fuente de corriente con carga resistiva es igual a uno.

Parámetros del inversor de fuente de corriente con R-Load

Si activamos T1y T2de 0 a T / 2, la corriente de salida y el voltaje de salida se expresan como

I0= YoS>0

V0= Yo0R

Si activamos T3y T4de T / 2 a T, la corriente de salida y el voltaje de salida se expresan como

I0= -IS>0

V0= Yo0R<0

La forma de onda de salida del inversor de fuente de corriente con carga R se muestra en la siguiente figura

Forma de onda de salida del inversor de fuente de corriente con R-Load

Forma de onda de salida del inversor de fuente de corriente con R-Load

En el caso de carga resistiva, se requiere conmutación forzada. De 0 a T / 2, T1y T2están conduciendo y de T / 2 a T, T3& T4están llevando a cabo. Entonces, el ángulo de conducción de cada interruptor será igual a ᴨ y el tiempo de conducción de cada interruptor será igual a T / 2.

El voltaje de entrada de la carga resistiva se expresa como

Ven= V0(de 0 a T / 2)

Ven= -V0(de T / 2 a T)

La corriente de salida RMS y la tensión de salida RMS de la carga resistiva CSI se expresan como

I0 (RMS)= YoS

V0 (RMS)= Yo0 (RMS)R

La corriente media y RMS del tiristor del CSI con carga resistiva es

IT (promedio)= YoS/2

IT (RMS)= YoS/√2

La serie de Fourier de corriente de salida y el voltaje de salida del CSI con carga resistiva es

El componente fundamental de la corriente de salida RMS es

I01 (RMS)= 2√2 / ᴨ * IS

El factor de distorsión del inversor de fuente de corriente con carga R es

g = 2√2 / ᴨ

La distorsión armónica total se expresa como

THD = 48,43%

El componente fundamental de la corriente media y eficaz del tiristor es

IT01 (promedio)= Yo01 (máx.)/ ᴨ

IT01 (RMS)= Yo01 (máx.)/ 2

La potencia fundamental a través de la carga se expresa como

V01 (RMS)*I01 (RMS)* cosϕ1

La potencia total a través de la carga se expresa como

I0 (RMS)2R = V0 (RMS)2/ R

El voltaje de entrada Vensiempre es positivo porque la potencia siempre se entrega de la fuente a la carga.

Inversor de fuente de corriente con carga capacitiva o carga C

El diagrama del circuito de la carga capacitiva del inversor de la fuente de corriente se muestra en la siguiente figura

Inversor de fuente de corriente con C-Load

Inversor de fuente de corriente con C-Load

En la forma de onda de o a T / 2, T1y T2se activan y la corriente de salida es I0= YoS. De manera similar, de T / 2 a T,T3y T4se activan y la corriente de salida es I0= -IS.Asi queLa forma de onda de la corriente de carga no depende de la carga.La forma de onda de salida del inversor CSI con C-Load se muestra en la siguiente figura.

Forma de onda de salida del inversor de fuente de corriente con C-Load

Forma de onda de salida del inversor de fuente de corriente con C-Load

La integración de la forma de onda de la corriente de salida dará el voltaje de salida. Si la corriente de salida es CA, entonces definitivamente el voltaje de salida es CA. En el diagrama del circuito, se toma la carga puramente capacitiva, por lo que la corriente adelanta el voltaje en 900

I0= YoC= C dV0/ DT

V0(t) = 1 / C ∫ IC(t) dt = 1 / C ∫ I0DT

El voltaje de entrada de la carga C es

V en = V 0 (de 0 a T / 2)

Ven= -V0(de T / 2 a T)

El voltaje de salida es positivo cuandoT1y T2están realizando de 0 aπ y cuandoT3y T4conduciendo de π a 3π / 2 entonces por defecto elT1y T2están entrando en polarización inversa debido a la carga de voltaje positivo, lo que significa que en este caso es posible la conmutación natural o la conmutación de carga, significa que no necesitamos colocar un circuito externo o un circuito de conmutación externo para apagar el tiristor T1y T2.Necesitamos encontrar el tiempo de desconexión del circuito cuando es posible la conmutación natural. El tiempo de desconexión del circuito se expresa como

ω0tc= ᴨ / 2

tc= ᴨ / 2 ω0

Parámetros del inversor de fuente de corriente con C-Load

La corriente media y eficaz del tiristor se expresa como

IT (promedio)= YoS/2

IT (RMS)= YoS/√2

La serie de Fourier de corriente de salida y el voltaje de salida de la carga capacitiva es

El factor de disipación fundamental de CSI con carga C es igual a cero.

El componente fundamental de la potencia de salida se expresa como

PAG01= V01 (RMS)I01 (RMS)Porque ϕ1=0

El componente fundamental de la corriente media y eficaz del tiristor es

IT01 (promedio)= Yo01 (máx.)/ ᴨ y yoT01 (RMS)= Yo01 (máx.)/ 2

El voltaje de salida máximo es

V0 (máx.)= YoST / 4C

El valor RMS del voltaje de entrada es

Ven (RMS)= Vo (máx.)/ √3

Estos son los parámetros del inversor de fuente de corriente con carga capacitiva.

Aplicaciones

Las aplicaciones del inversor de fuente de corriente son

  • Unidades UPS
  • Generadores de plasma LT
  • Accionamientos de motor AC
  • Dispositivos de conmutación
  • Motores de inducción para bombas y ventiladores

Ventajas

Las ventajas del inversor de fuente de corriente son

  • No se requiere diodo de retroalimentación
  • La conmutación es simple

Desventajas

Las desventajas del inversor de fuente de corriente son

  • Necesita una etapa de conversión adicional
  • Con carga ligera, tiene problemas de estabilidad y un rendimiento lento.

Por lo tanto, se trata de una descripción general del inversor de fuente de corriente , control de inversor de fuente de corriente, variador CSI controlado por deslizamiento en bucle cerrado con frenado regenerativo, inversor de fuente de corriente con carga R, aplicaciones, ventajas y desventajas. Aquí, hay una pregunta para usted ¿cuál es el principio de funcionamiento del inversor de fuente actual?