Θεωρία του Μετατροπέα σε Λειτουργία με Φορτίο και χωρίς Φορτίο

Έχουμε συζητήσει τη θεωρία του ιδανικού μετατροπέα για καλύτερη κατανόηση της πραγματικής βασικής θεωρίας του μετατροπέα. Τώρα θα διαβάσουμε τα πρακτικά στοιχεία ένα προς ένα ενός ηλεκτρικού μετατροπέα υψηλής ισχύος και θα προσπαθήσουμε να σχεδιάσουμε διάγραμμα διανυσμάτων του μετατροπέα σε κάθε βήμα. Όπως είπαμε, σε έναν ιδαλικό μετατροπέα, δεν υπάρχουν απώλειες στον πυρήνα του μετατροπέα, δηλαδή, ο πυρήνας του μετατροπέα είναι χωρίς απώλειες. Ωστόσο, σε έναν πρακτικό μετατροπέα, υπάρχουν απώλειες από την ύστερη και τις κυκλικές ροές στον πυρήνα του μετατροπέα.

Θεωρία του Μετατροπέα χωρίς Φορτίο

Χωρίς Αντίσταση Κατανεμημένης Πλεξίδας και Χωρίς Διαρροής Αντίδρασης

Ας θεωρήσουμε έναν ηλεκτρικό μετατροπέα μόνο με απώλειες πυρήνα, δηλαδή, έχει μόνο απώλειες πυρήνα αλλά χωρίς απώλειες χαλκού και χωρίς διαρροής αντίδραση του μετατροπέα. Όταν εφαρμοστεί μια εναλλακτική πηγή στην πρωτογενή, η πηγή θα παρέχει το ρεύμα για τη μαγνητοποίηση του πυρήνα του μετατροπέα.

Αλλά αυτό το ρεύμα δεν είναι το πραγματικό μαγνητοποιητικό ρεύμα, είναι λίγο μεγαλύτερο από το πραγματικό μαγνητοποιητικό ρεύμα. Το συνολικό ρεύμα που παρέχεται από την πηγή έχει δύο συνιστώσες, μία είναι το μαγνητοποιητικό ρεύμα που χρησιμοποιείται μόνο για τη μαγνητοποίηση του πυρήνα, και η άλλη συνιστώσα του ρεύματος της πηγής καταναλώνεται για την αντιστάθμιση των απωλειών του πυρήνα του μετατροπέα.

Λόγω αυτής της συνιστώσας απώλειας, το ρεύμα της πηγής σε έναν μετατροπέα χωρίς φορτίο που παρέχεται από την πηγή δεν είναι ακριβώς 90° πίσω από την τάση της πηγής, αλλά πίσω από ένα γωνία θ που είναι λιγότερη από 90ο. Εάν το συνολικό ρεύμα που παρέχεται από την πηγή είναι Io, θα έχει μία συνιστώσα σε φάση με την τάση της πηγής V1 και αυτή η συνιστώσα του ρεύματος Iw είναι η συνιστώσα απώλειας του πυρήνα.

Αυτή η συνιστώσα λαμβάνεται σε φάση με την τάση της πηγής επειδή είναι συνδεδεμένη με ενεργές ή λειτουργικές απώλειες στους μετατροπείς. Η άλλη συνιστώσα του ρεύματος της πηγής σημειώνεται ως Iμ.

Αυτή η συνιστώσα παράγει το εναλλακτικό μαγνητικό ροή στον πυρήνα, άρα είναι ανεργή, δηλαδή είναι η αντιδραστική μέρος του ρεύματος της πηγής του μετατροπέα. Άρα, το Iμ θα είναι σε ορθογώνια με τη V1 και σε φάση με την εναλλακτική ροή Φ. Άρα, το συνολικό πρωτογενές ρεύμα σε έναν μετατροπέα σε χωρίς φορτίο μπορεί να παρασταθεί ως:

Τώρα έχετε δει πόσο απλό είναι να εξηγηθεί η θεωρία του μετατροπέα σε χωρίς φορτίο.

Θεωρία του Μετατροπέα με Φορτίο

Χωρίς Αντίσταση Κατανεμημένης Πλεξίδας και Διαρροής Αντίδρασης

Τώρα θα εξετάσουμε τη συμπεριφορά του παραπάνω μετατροπέα με φορτίο, δηλαδή, το φορτίο είναι συνδεδεμένο στα δευτερεύοντα σύνδεσμα. Θεωρούμε, έναν μετατροπέα με απώλειες πυρήνα αλλά χωρίς απώλειες χαλκού και διαρροής αντίδραση. Όποτε ένα φορτίο είναι συνδεδεμένο στη δευτερεύουσα πλεξίδα, το ρεύμα του φορτίου θα ξεκινήσει να ρέει μέσω του φορτίου καθώς και της δευτερεύουσας πλεξίδας.

Αυτό το ρεύμα του φορτίου εξαρτάται μόνο από τα χαρακτηριστικά του φορτίου και επίσης από τη δευτερεύουσα τάση του μετατροπέα. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται δευτερεύουσα ρεύματα ή ρεύμα του φορτίου, εδώ σημειώνεται ως I2. Καθώς το I2 ρέει μέσω της δευτερεύουσας, θα παραχθεί ένα αυτόνομο MMF στη δευτερεύουσα πλεξίδα. Εδώ είναι N2I2, όπου, N2 είναι το πλήθος των σπειρών της δευτερεύουσας πλεξίδας του μετατροπέα.

Αυτό το MMF ή δύναμη μαγνητοποίησης στη δευτερεύουσα πλεξίδα παράγει ροή φιλία φ2. Αυτή η φ2 αντιτάσσεται στην κυρίως μαγνητοποιητική ροή και προσωρινά αδυναμώνει την κυρίως ροή και προσπαθεί να μειώσει την πρωτογενή εγκαταλελειμμένη EMF E1. Εάν η E1 μειωθεί κάτω από την πρωτογενή τάση της πηγής V