Δοκιμή Ομάδας Διανυσμάτων Ενεργειακού Μετατροπέα

Ορισμός Ομάδας Διανυσμάτων

Η δοκιμή ομάδας διανυσμάτων ενός μετατροπέα ελέγχει τη σειρά φάσεων και τη διαφορά γωνίας για να εξασφαλίσει ότι οι μετατροπείς μπορούν να λειτουργούν παράλληλα.

Δοκιμή Ομάδας Διανυσμάτων Μετατροπέα

Η ομάδα διανυσμάτων ενός μετατροπέα είναι αποφασιστική για την επιτυχή παράλληλη λειτουργία των μετατροπέων. Κάθε ηλεκτρικός μετατροπέας πρέπει να υποβληθεί σε δοκιμή ομάδας διανυσμάτων στο εργοστάσιο για να εξασφαλιστεί ότι ταιριάζει με την ομάδα διανυσμάτων που έχει καθοριστεί από τον πελάτη.

Η σειρά φάσεων, ή η σειρά με την οποία οι φάσεις φτάνουν στην κορυφαία τάση, πρέπει να είναι ίδια για τους μετατροπείς που λειτουργούν παράλληλα. Σε αντίθετη περίπτωση, κάθε ζευγάρι φάσεων θα συνδεθεί σε μικρό κύκλο κατά τη διάρκεια του κύκλου.

Υπάρχουν διάφορες δευτερεύουσες συνδέσεις σε σχέση με διάφορες πρωτεύουσες τριφασικές συνδέσεις σε έναν τριφασικό μετατροπέα. Έτσι, για την ίδια πρωτεύουσα τριφασική τάση που εφαρμόζεται, μπορεί να υπάρξουν διαφορετικές τριφασικές δευτερεύουσες τάσεις με διάφορες μεγέθη και φάσεις για διαφορετικές εσωτερικές συνδέσεις του μετατροπέα.

Ας έχουμε μια συζήτηση με λεπτομέρειες μέσω ενός παραδείγματος για καλύτερη κατανόηση.

Γνωρίζουμε ότι, οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες κατανεμημένες τάσεις σε κάθε πλευρά έχουν ενδεδειγμένες ηλεκτροδυναμικές (emf) που είναι σε χρονική φάση. Ας θεωρήσουμε δύο μετατροπείς με το ίδιο αριθμό πρωτεύουσας συνδέσεων και τις πρωτεύουσες συνδέσεις είναι συνδεδεμένες σε αστέρα.

Ο αριθμός των περιστροφών ανά φάση σε και στους δύο μετατροπείς είναι επίσης ο ίδιος. Ωστόσο, ο πρώτος μετατροπέας έχει δευτερεύουσα σύνδεση σε αστέρα και ο άλλος μετατροπέας έχει δευτερεύουσα σύνδεση σε δέλτα. Εάν οι ίδιες τάσεις εφαρμοστούν στην πρωτεύουσα των δύο μετατροπέων, η δευτερεύουσα ενδεδειγμένη emf σε κάθε φάση θα είναι σε την ίδια χρονική φάση με αυτή της αντίστοιχης πρωτεύουσας φάσης, επειδή οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες κατανεμημένες τάσεις της ίδιας φάσης είναι συλλεκτικές στην ίδια πλευρά στον πυρήνα του μετατροπέα. 

Στον πρώτο μετατροπέα, καθώς η δευτερεύουσα είναι συνδεδεμένη σε αστέρα, η δευτερεύουσα γραμμική τάση είναι √3 φορές την ενδεδειγμένη τάση ανά δευτερεύουσα φάση. Ωστόσο, στην περίπτωση του δεύτερου μετατροπέα, όπου η δευτερεύουσα είναι συνδεδεμένη σε δέλτα, η γραμμική τάση είναι ίση με την ενδεδειγμένη τάση ανά δευτερεύουσα φάση. Εάν διαβάσουμε το διαγράμματα διανυσμάτων των δευτερευουσών γραμμικών τάσεων των δύο μετατροπέων, θα βρούμε εύκολα ότι υπάρχει ένα σαφές διάστημα 30o γωνιακή διαφορά μεταξύ των γραμμικών τάσεων αυτών των μετατροπέων.

Εάν προσπαθήσουμε να λειτουργήσουμε αυτούς τους μετατροπείς παράλληλα, θα ρέει μια κυκλική ροή μεταξύ τους λόγω της διαφοράς φάσης μεταξύ των δευτερευουσών γραμμικών τάσεων. Αυτή η διαφορά φάσης δεν μπορεί να αντισταθμιστεί. Συνεπώς, οι μετατροπείς με διαφορές φάσης δευτερευουσών τάσεων δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παράλληλη λειτουργία μετατροπέων.

Το εξής πίνακας δείχνει συνδέσεις όπου οι μετατροπείς μπορούν να λειτουργήσουν παράλληλα, λαμβάνοντας υπόψη τη σειρά φάσεων και τις γωνιακές διαφορές. Βάσει των διανυσματικών σχέσεών τους, οι τριφασικοί μετατροπείς χωρίζονται σε διαφορετικές ομάδες διανυσμάτων. Οι μετατροπείς μέσα στην ίδια ομάδα διανυσμάτων μπορούν να συνδεθούν εύκολα παράλληλα, εάν εκπληρώνουν άλλες συνθήκες για παράλληλη λειτουργία.

Διαδικασία Δοκιμής Ομάδας Διανυσμάτων Μετατροπέα

Ας έχουμε έναν YNd11 μετατροπέα.

• Συνδέστε το ουδέτερο σημείο της συνδέσεως σε αστέρα με τη γη.

• Συνδέστε το 1U της υψηλής τάσης και το 2W της χαμηλής τάσης μαζί.

• Εφαρμόστε 415 V, τριφασική τάση στα καταλήμματα υψηλής τάσης.

• Μετρήστε τις τάσεις μεταξύ των καταλήμματων 2U-1N, 2V-1N, 2W-1N, δηλαδή τις τάσεις μεταξύ κάθε καταλήμματος χαμηλής τάσης και του ουδέτερου υψηλής τάσης.

• Μετρήστε επίσης τις τάσεις μεταξύ των καταλήμματων 2V-1V, 2W-1W και 2V-1W.

Για τον YNd11 μετατροπέα, θα βρούμε,

2U-1N > 2V-1N > 2W-1N

2V-1W > 2V-1V ή 2W-1W .

Η δοκιμή ομάδας διανυσμάτων του μετατροπέα για άλλες ομάδες μπορεί να γίνει με παρόμοιο τρόπο.