AC-DC-AC dönüşümü neden doğrudan AC-AC dönüşümünden üstün?

Şu anda rüzgar enerjisi ve bunun için kullanılan güç elektroniği üzerine çalışıyorum. Rüzgar enerjisinde bir jeneratör rüzgar tarafından tahrik edilir, böylece elde edilen güç çok değişken frekans ve genliğe sahiptir. Güç şebekesi, giriş gücü için frekans, faz kaydırma ve sinüzoidal form açısından katı gereksinimlere sahiptir. Bu nedenle güç dönüştürücüleri bugün rüzgâr enerjisinde rutin olarak kullanılmaktadır.

Gücü şebekeye sokmanın en önemli yolu bir AC-DC dönüştürücü ve ardından bir DC-DC dönüştürücü ve bir DC-AC dönüştürücü kullanmaktır. Bu, tek bir doğrudan AC-AC dönüştürücü kullanmak yerine oldukça karmaşık görünüyor. DC "aradaki" rota üzerinden dolaylı dönüşüm neden tercih edilir?

(Bu aslında Mühendislikten gelen bir repost , çünkü daha sonra daha aktif, tematik olarak uyan, beta olmayan bir Elektrik Mühendisliği olduğunu öğrendim.)

Bunu yapabilen bir dönüştürücü türü vardır: matris dönüştürücü.

Teorik olarak birçok faz alabilir ve oldukça geniş bir frekans aralığında birçok faz üretebilir. Ayrıca herhangi bir güç pasifine (teoride) ihtiyaç duymamak veya büyük kapasitörlere ihtiyaç duymamak, büyük indüktörlere ihtiyaç duymamak gibi ek bir yararı da vardır.

Ancak, matris dönüştürücülerle iki altın kural vardır

1. Kaynağı kısa devre yapmayacaksınız
2. Yükü açık devre yapmayacaksınız

Topolojiyi basit bir güç kaybı invertörün patlamasına neden olacağı için pratik olmayan nokta # 2'dir.

Tristörleri kullanan ve tam matris dönüştürücü ile aynı sorunlara maruz kalmayan siklokonverter adı verilen bir matris dönüştürücünün bir çeşidi vardır. Bununla birlikte, sadece giriş frekansının 1 / 10'u civarında bir çıkış frekansını sentezleyebilme sınırlaması vardır. Bu sınırlama, tipik olarak 400Hz elektrik kaynakları kullanan denizciler için uygundur, bu nedenle 40Hz üretmek, itme için çok sınırlayıcı değildir

Peki neden doğrudan AC-AC yerine AC-DC-AC ... Komplikasyonlar ve sınırlamalar. Altı anahtarlı invertör son derece çok yönlüdür.

İki yol mümkün olduğunda, belirli bir yolun neden seçildiğine nadiren iyi bir cevap verilir. Genellikle tarih kazaları veya yerel endüstrilere veya ortak bileşenlere bağlı olarak bir veya diğerine avantajlar.

Bir frekansta diğerine doğrudan 3 fazlı AC'den tamamen elektronik bir yol var, buna Matrix Converter deniyor. Herhangi bir fazı diğerine bağlamak için 3x3 matrisinde 9 anahtar içerir. Anahtar örneklerinin uygun zamanlaması ve uygun giriş ve çıkış filtreleri ile girişe benzer bir çıkış voltajı oluşturabilir. Motor sürücüleri için giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Ancak, ara DC bağlantısı kullanmanın birçok avantajını düşünebilirim.

AC-DC ve DC-AC dönüştürücüler, uzun mesafeli iletimin bir faktör olduğu DC bağlantıları için çok sayıda, büyük boyutlarda üretilmektedir. Bu ölçek ekonomilerine yol açacaktır. Matris dönüştürücülerden daha olgunlaşırlar, bu nedenle elektrik altyapısına dahil olan uzun planlamanın seçilmesi daha olasıdır. Rüzgar türbinleri, tek bir uzun mesafe iletim hattına bağlanmadan önce kısa mesafelerle göbeklere bağlanma eğilimindedir (denizde olması durumunda çok uzun). Gücü nominal DC ara voltajında ​​havuzlamak daha kolay, kontrolü basitleştirir. Uzun şanzıman için DC'de kalmak daha kolaydır.

Doğrudan AC-AC dönüşümünün nedeni, DC jikle bobininin (veya kapasitör dizisinin) boyutu ve kütlesidir. Bunu lastik tekerlekli metro vagonunda veya uçakta kullanmak istemezsiniz. Demir tekerlekli trenlerde buna bağlıdır, çünkü daha fazla kütle daha iyi sürtünme anlamına gelir.

Bu binalar için geçerli değildir.

Valflere (transistörler veya tristörler) kaydedemezsiniz. Aksine, AC-AC dönüştürücüler, AC-DC-AC dönüştürücülerden daha fazla valfe (daha küçük olanlar olsa da) sahiptir. Kontrol konsepti de çok daha karmaşıktır.

AC-DC-AC dönüştürme, tek bir AC çıkışında birleştirmek için birkaç farklı AC kaynağınız olduğunda (veya tam tersi olduğunda) kazanır.

her asenkron jeneratör bir DC bara gerilimine düzeltilen ve yükseltilen bir AC kaynağı üretir, bara gerilimi daha sonra şebekeye bağlı bir invertör besler.

AC-DC-AC dönüşümünün bir avantajı, AC frekansını dönüştürebilmenizdir. Ayrıca, büyük bir boyut küçülmesine yol açabilecek askeri 400 Hz güç vardır. Benim özel durumumda, bir vakum odası içinde çalışan motorlara erişmem gerekiyordu. NASA ve askeri kullanım için gereksinimlerimizi karşılayan ekipman mevcuttu, bu yüzden 400 Hz güç kullanmayı tercih ettik. Oldukça uzmanlaşmış olduğunu biliyorum, bu yüzden muhtemelen sizin için geçerli değil.