హై-ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నాలజీతో ఇన్వర్టర్ ప్రదర్శనను మెచ్చడం
ప్రత్యేక నియంత్రణ అవసరాలను కోల్పోయడంతో పారంపరిక పల్స్-వైడత మాదిరి (PWM) టెక్నాలజీ ఉన్నత డైనమిక్ ప్రదర్శన, తక్కువ హార్మోనిక్ వికృతి అవసరాలను చేరువుతుంది. వ్యతిరేకంగా, ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నాలజీ క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా అవుట్పుట్ వేవ్ఫార్మ్ గుణమైనది, వ్యవస్థా హార్మోనిక్లను తగ్గించడం ద్వారా ఇన్వర్టర్ల ప్రదర్శనాన్ని మెరుగుపరుచుతుంది. అందువల్ల, ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నాలజీని ఉపయోగించుట వల్ల వ్యవస్థా కార్యక్షమత, నమోదాలను సమాధానం చేయడం ఇన్వర్టర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధిలో ముఖ్యమైన విషయం అయ్యింది.
1. ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM యొక్క మూల సిద్ధాంతం మరియు టెక్నికల్ లక్షణాలు
PWM టెక్నాలజీ ఇన్వర్టర్ల విద్యుత్ నియంత్రణ వ్యవస్థలలో వోల్టేజ్, ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించడానికి ఉపయోగించే ముఖ్య పద్ధతి. ఇది రిఫరన్స్ సిగ్నల్ను, క్షేపక సిగ్నల్తో పోల్చడం ద్వారా పల్స్ శ్రేణులను ఉత్పత్తి చేసి, ఈ పల్స్ శ్రేణులను ఉపయోగించి పవర్ డివైస్ల స్విచింగ్ స్థితులను నియంత్రిస్తుంది, అందువల్ల లోడ్కు పవర్ సరాసరిగా నియంత్రించబడుతుంది. ఇన్వర్టర్ నియంత్రణలో, PWM యొక్క డ్యూటీ సైకిల్ D రిఫరన్స్ వేవ్ అమ్ప్లిటూడ్ Vref మరియు క్షేపక వేవ్ అమ్ప్లిటూడ్ Vtri కి సంబంధంలో ఈ విధంగా వ్యక్తపరచబడుతుంది:
మాదిరి నిష్పత్తి m రిఫరన్స్ వేవ్ అమ్ప్లిటూడ్ని, క్షేపక వేవ్ అమ్ప్లిటూడ్తో నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది. ఇది అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కార్యక్షమ విలువ, హార్మోనిక్ లక్షణాలను బాధిస్తుంది. ఈ నిష్పత్తి వ్యక్తపరచడం ఈ విధంగా జరుగుతుంది:
క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీ fc PWM సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే త్రిభుజ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని సూచిస్తుంది. ఇది వ్యవస్థా డైనమిక్ ప్రతిస్పందన వేగం, అవుట్పుట్ హార్మోనిక్ల విభజనను నిర్ధారిస్తుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ నిష్పత్తి N క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీని, రిఫరన్స్ వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడుతుంది, ఈ విధంగా వ్యక్తపరచబడుతుంది:
ఇక్కడ రిఫరన్స్ వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీ. ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నాలజీ సాధారణంగా 10 kHz కంటే ఎక్కువ క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీ ఉన్న PWM నియంత్రణ పద్ధతులను సూచిస్తుంది. ఆధునిక ఇన్వర్టర్లలో, పవర్ డివైస్ల ప్రదర్శనం తుదిగా మెరుగుతూ ఉంటే, క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీలు 20 kHz లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వరకూ చేరుతాయి. క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా, అవుట్పుట్ హార్మోనిక్ ఘటకాలను ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రదేశాలకు మార్చడం, అందువల్ల ప్రత్యుత్పన్నం మరియు మోటర్ శబ్దం, కంపనాలను తగ్గించడం సులభం అవుతుంది.
ప్రయోగాలు 5 kHz నుండి 20 kHz వరకు క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా మోటర్ శబ్దాన్ని 12–15 dB తగ్గించగలదని, టెంపరేచర్ పెరిగినది 5–8 °C తగ్గించగలదని చూపించాయి. క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగినంత ముఖ్యంగా, PWM అవుట్పుట్ వేవ్ఫార్మ్ ఒక ఆధార సైన్ వేవ్కు దగ్గరగా ఉంటుంది, మరియు టోటల్ హార్మోనిక్ వికృతి (THD) తగ్గించబడుతుంది. 20 kHz క్షేపక ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, ఇన్వర్టర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ THD 5% వరకూ తగ్గించబడుతుంది, ఇది తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నిక్ల సాధారణ 8%–12% కంటే ముఖ్యంగా మెరుగైనది. మరియు, ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM వేగం మరియు నియంత్రణ స్థిరాంకాన్ని కూడా మెరుగుపరుచుతుంది.
2. ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM అమలు చేయడంలో ముఖ్య చట్టాలు మరియు వాటి పరిష్కారాలు
2.1 ఉన్నత స్విచింగ్ నష్టాలు మరియు వాటి నివారణ పద్ధతులు
ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ PWM టెక్నాలజీలో ముఖ్యమైన సమస్య స్విచింగ్ నష్టాల ముఖ్యమైన పెరుగుదల. పవర్ డివైస్ల స్విచింగ్ నష్టాలు స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి నుండి సమానుపాతంలో ఉంటాయి, ఉన్నత ఫ్రీక్వెన్సీ పరిచలన వల్ల వ్యవస్థా కార్యక్షమత తగ్గించబడుతుంది, టెమ్పరేచర్ నిర్వహణ అవసరాలు పెరుగుతాయి. ఒక Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT) మాడ్యూల్ యొక్క స్విచింగ్ నష్టం Psw ఈ విధంగా మోడలైజ్ చేయబడవచ్చు:
ఇక్కడ మరియు వర్తించడం, విచ్ఛిన్నం చేయడం శక్తి నష్టాలు; Err విలోమ పునరుద్ధారణ శక్తి; Vdc నిజమైన DC బస్ వోల్టేజ్; రిఫరన్స్ వోల్టేజ్; నిజమైన కరెంట్; మరియు Iref రిఫరన్స్ కరెంట్.
స్విచింగ్ నష్టాలను నిరోధించడానికి, ఈ క్రింది మెట్టులను ఉపయోగించవచ్చు:
మొదట, సిలికన్ కార్బైడ్ మెటాల్-ఐక్సైడ్-సెమికండక్టర్-ఫిల్డ్-ఎఫెక్ట్-ట్రాన్సిస్టర్లు (SiC MOSFETs) వంటి ప్రగతిశీల పవర్ డివైస్లను ఉపయోగించడం, ఇవి సాధారణ IGBTs కంటే మెరుగైన స్విచింగ్ ల
