PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN

PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN
BAB 5 PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN TERSUAP VOLTAN

PENGENALAN Kriteria kelajuan dan dayakilas bergantung rekabentuk asal. Diketahui kawalan kelajuan bagi setiap motor aruhan adalah melalui pelarasan frekuensi. Motor aruhan boleh dipacu dengan menggunakan penyongsang bagi motor sangkar tupai dan boleh menjana frekuensi sendiri. Dengan itu,kelajuan motor sangkar tupai boleh dikawal.

PENGENALAN Kelebihan kaedah ini adalah: i. kaedahnya lebih ringkas
ii. Padat dan cekap iii. Ia meliputi kawalan pada fluks pada stator. Apabila fluks bertambah kelajuan segerak turut bertambah maka kelajuan turut bertambah. Sistem yang popular dalam kawalan frekuensi ialah ‘variable solid’ dan ‘alternator converter’.

PENGENALAN Sistem ini menggunakan talian 3 fasa yang disambung kepada penyongsang dan keluaran penyongsang disambung kepada stator. Keluaran yang dihasilkan adalah arus dan voltan malar dalam bentuk a.u. Terdapat dua jenis penyongsang yang digunakan iaitu: i. Penyongsang frekuensi tersuap arus ii. Penyongsang frekuensi tersuap voltan

PENYONGSANG TUKAR TERTIB KENDIRI
Motor segerak boleh dipacu dengan penyongsang penukar tertib semulajadi kerana motor segerak boleh membekalkan kuasa reaktif yang diperlukan oleh penyongsang. Jika motor segerak digantikan dengan motor aruhan, sistem penukaran frekuensi akan rosak disebabkan motor aruhan tidak boleh memindahkan atau menghantar kuasa reaktif. Dan jika keadaan tadi kekal maka ia menyerap kuasa reaktif.

PENYONGSANG TUKAR TERTIB KENDIRI
Penyongsang tertukar tertib kendiri beroperasi berbeza sedikit daripada penyongsang tertukar tertib semulajadi iaitu: i. Ianya boleh menjana frekuensi sendiri di mana ianya ditentukan oleh frekuensi denyut yang diberikan pada kaki “gate”. ii. Ianya boleh menyerap atau memindah / menghantar kuasa reaktif. Kuasa reaktif ini di jana atau diserap bergantung kepada tindakan penyuisan oleh tiristor kuasa.

FUNGSI PENYONGSANG TERTUKAR TERTIB KENDIRI BAGI SEBUAH MOTOR ARUHAN SANGKAR TUPAI
Penyongsang tertukar tertib kendiri dapat berfungsi untuk menukarkan kuasa arus terus kepada arus ulang-alik. Litar penyongsang tertukar tertib kendiri mengandungi tiristor kuasa yang disusun dalam litar tetimbang tiga fasa. Bagaimanapun, setiap tiristor dikelilingi oleh susunan kapasitor , induktor, diod dan tiristor tambahan.

FUNGSI PENYONGSANG TERTUKAR TERTIB KENDIRI BAGI SEBUAH MOTOR ARUHAN SANGKAR TUPAI
Tujuan komponen-komponen tambahan ini adalah untuk memaksa sebahagian tiristor kuasa untuk mengalir apabila secara normalnya ianya tidak boleh berkendali dan memaksa sebahagian lagi tiristor kuasa untuk berhenti mengalir sebelum tiba masa ‘semulajadi’nya. Secara tepatnya, tindakan penyuisan membolehkan penukar ini menjana kuasa reaktif.

PRINSIP ASAS PENYONGSANG TERTUKAR TERTIB KENDIRI
Prinsip asas bagi kesemua penyongsang tertukar tertib kendiri iaitu: 1. Kuasa kehilangan penyongsang adalah kecil, maka kita andaikan kuasa masukan arus terus adalah bersamaan dengan kuasa aktif keluaran arus ulangalik. 2. Kuasa reaktif yang dijanakan oleh penyongsang tidak dihasilkan melalui penukar tertib kapasitor dalam litar. Kuasa reaktif adalah merujuk kepada tindakan penyuisan itu sendiri. 3. Kuasa keluaran reaktif tidak memerlukan masukan arus terus.

4. Tiristor menyambung terminal masukan arus terus kepada terminal keluaran arus ulang alik dalam rangkaian terkawal dengan mengabaikan kejatuhan voltan. Ini diikuti oleh: a) dalam penyongsang suap voltan, talian voltan arus ulangalik adalah bersamaan dengan voltan masukan arus terus. b) dalam penyongsang suap balik arus, talian arus ulang alik adalah bersamaan dengan arus terus.

LITAR PENYONGSANG PENUKAR TERTIB YANG RINGKAS T1 T2 R E C Q1 Q2 Rajah 5.1

PRINSIP KENDALIAN Ketika SCR Q1 dipicu, bekalan E akan melalui separuh lilitan utama iaitu T1 dan seterusnya sebabkan terhasilnya aliran arus pada beban. Dalam masa yang sama, kapasitor akan dicas mengikut arah arus I1. Apabila SCR Q2 dipicu, bekalan E akan melalui lilitan utama pengubah iaitu T1. Seterusnya dengan adanya cas pada kapasitor, ini akan menyebabkan katod SCR Q1 menjadi lebih positif daripada anod dan kemudian mematikan Q1. Perubahan arah arus pada lilitan pertama akan menyebabkan arus pada beban lilitan kedua juga akan bertukar arah. Proses ini akan berulang di mana Q1 dan Q2 akan dihidupkan (ON) dan dimatikan (OFF) bersilih ganti seterusnya menghasilkan arus au dililitan beban kedua.

KENDALIAN SISTEM PENERUS-PENYONGSANG BAGI MENGAWAL KELAJUAN MOTOR ARUHAN SANGKAR TUPAI
Penerus di sambungkan ke talian bekalan tiga fasa dan penyongsang di sambungkan ke stator. Keluaran arus terus daripada penerus di sambungkan sebagai masukan arus terus bagi penyongsang melalui sebuah penyambung arus terus.

Terdapat dua jenis penyambung arus terus yang digunakan iaitu : Penyambung arus terus arus malar Penyambung arus terus voltan malar

Penyambung arus terus ini dapat memberikan peningkatan nilai bagi penyongsang tersuap arus dan suap voltan di mana - bagi penyongsang tersuap voltan, voltan talian arus ulangalik adalah bersamaan dengan voltan masukan arus terus - bagi penyongsang tersuap arus pula, arus talian arus ulangalik adalah bersamaan dengan talian arus terus.

Sambungan arus malar sedemikian adalah untuk membekalkan arus yang tetap kepada penyongsang yang akan disuapkan secara berturutan kepada bekalan tiga fasa bagi motor (Rajah 5.2). Begitu juga bagi penyongsang voltan malar, ia juga adalah bertujuan untuk membekalkan voltan yang tetap kepada penyongsang di mana ia adalah disuiskan dari satu fasa ke satu fasa bagi motor aruhan sangkar tupai (Rajah 5.3). Penyuisan ini boleh dilakukan samada secara kompleks atau ringkas bergantung kepada rekabentuk penukar.

Penyongsang Tersuap Arus
KENDALIAN SISTEM PENERUS-PENYONGSANG BAGI MENGAWAL KELAJUAN MOTOR ARUHAN SANGKAR TUPAI Penyongsang Tersuap Arus M Motor Aruhan Sangkar tupai E1 E2 Pemicu gate Penyong sang tertukar tertib kendiri Talian 3 fasa Rajah 5.2 E Id Ia A B C

Penyongsang Tersuap Voltan
KENDALIAN SISTEM PENERUS-PENYONGSANG BAGI MENGAWAL KELAJUAN MOTOR ARUHAN SANGKAR TUPAI Penyongsang Tersuap Voltan Id Ia Penyong sang tertukar tertib kendiri A B M E1 E2 Talian 3 fasa C C Motor Aruhan Sangkar tupai Rajah 5.3 Pemicu gate

KUIZ Senaraikan 2 jenis penyongsang yang digunakan.
Berikan kelebihan menggunakan penyongsang berkenaan. Apakah fungsi penyongsang tertib kendiri? Di dalam penyongsang tukar tertib kendiri, sekiranya motor segerak ditukar kepada motor aruhan apa yang akan terjadi? Apa yang dimaksudkan dengan kuasa keluaran reaktif tidak memerlukan masukan arus terus

Rajah 5.4 : Rajah Penyongsang Tukar Tertib Kendiri Sumber Arus
PRINSIP ASAS PENYONGSANG PENUKAR TERTIB KENDIRI UNTUK SEBUAH MOTOR SANGKAR TUPAI Rajah 5.4 : Rajah Penyongsang Tukar Tertib Kendiri Sumber Arus

PRINSIP ASAS PENYONGSANG PENUKAR TERTIB KENDIRI UNTUK SEBUAH MOTOR SANGKAR TUPAI
Litar ini adalah gabungan antara penyongsang sumber arus dengan suis bertukar tertib kendiri. Penukar tertib kendiri ini boleh digabungkan dengan penyongsang lain. Secara amnya kendalian adalah sama dengan kendalian penyongsang lain tetapi berbeza penggunaan jenis alatan penyuisan di mana suis bertukar tertib kendiri digunakan.

Cara kawalan akan ditunjukkan di bawah
PRINSIP ASAS PENYONGSANG PENUKAR TERTIB KENDIRI UNTUK SEBUAH MOTOR SANGKAR TUPAI Rajah di atas menggunakan sumber arus sebagai puncanya dan ia menggunakan 6 tertib kendiri sebagai suis S1 ke S6 perbezaan antara fasa 60 darjah dan setiap suisnya dihidupkan ke 120 darjah. Cara kawalan akan ditunjukkan di bawah

INTERVAL SUIS YANG DI’ON’KAN I S1 , S6 II S2 , S1 III S3 , S2 IV S4 , S3 V S5 , S4 VI S6 , S5 Berdasarkan jadual di atas, suis akan diONkan secara serentak di mana satu untuk kumpulan atas (S1, S3 dan S5) dan satu lagi untuk kumpulan bawah (S2, S4 dan S6)

(c) Rajah 5.5

Rajah 5.6

SISTEM PENERUS PENYONGSANG UNTUK MENGAWAL KELAJUAN MOTOR SANGKAR TUPAI
Rajah 5.7 : Litar Penerus Penyongsang 3 Fasa

Dari Rajah 5.7 di atas, litar boleh dibahagikan kepada 3 bahagian iaitu: i. Bahagian penerus ii. Bahagian penapis dan pemenggal iii. Bahagian penyongsang

Bahagian penerus - Tujuan : menukarkan bekalan au kepada at. - Kegunaan: digunakan oleh penyongsang dan dgn ini perubahan frekuensi dan voltan au boleh dikawal bila melalui penyongsang. - Boleh menggunakan kawalan: i. Penerus terkawal (guna peranti terkawal spt SCR) ii. Penerus jenis tidak terkawal (guna diod)

Bahagian Penapis - Terdiri daripada aruhan dan kapasitor. - Fungsi : Mengurangkan kandungan riak yang terdapat pada voltan yang dihasilkan penerus 3 fasa. - Fungsi Komponen aruhan dan kapasitor : i. menyimpan cas atau tenaga melaluinya. Atau ii. membuang cas bagi kapasitor dan tenaga bagi aruhan bila arus tidak melaluinya.

Bahagian Penyongsang - Fungsi : menukarkan voltan au kepada voltan at yang mempunyai frekuensi yang boleh dikawal. - Setiap pasang komponen (transistor, diod, SCR dll) yang terdapat dalam litar akan diONkan secara berselang-seli dan setiap transistor tersebut diONkan mengikut sudut voltan bekalan dan boleh dikawal pada sudut picuan komponen.

TERMOLOGI TERSUAP VOLTAN
Penyongsang tersuap voltan (voltage source inverter) atau boleh dikenali sebagai penyongsang sumber voltan merupakan sejenis penyongsang yang mengambil kuasa masukan dalam bentuk sumber voltan arus terus (AT) bolehubah. Sumber ini akan melaraskan semula voltan masukan untuk membekalkan amplitud voltan keluaran yang diperlukan daripada penyongsang.

TERMOLOGI TERSUAP ARUS
Penyongsang tersuap arus (current source inverter) atau boleh dikenali sebagai penyongsang sumber arus merupakan sejenis penyongsang yang mengambil kuasa masukan dalam bentuk sumber voltan arus terus (AT) bolehubah. Sumber ini akan melaraskan semula arus masukan untuk membekalkan amplitud voltan keluaran yang diperlukan daripada penyongsang.

PENYONGSANG TERSUAP VOLTAN
Penyongsang tersuap voltan (voltage fed inverter atau VFI) atau dikenali sebagai penyongsang voltan bolehubah (VVI) merupakan sejenis penyongsang yang mengambil kuasa masukan dalam bentuk sumber voltan arus terus (AT) bolehubah. Sumber ini akan melaraskan semula voltan masukan untuk membekalkan amplitud voltan keluaran yang diperlukan daripada penyongsang. Biasanya pemacu VFI berkurang keupayaan untuk dikenakan pembrekan secara penjanaan semula. Pemacu ini adalah paling mudah binaannya dan digunakan dalam industri untuk penggunaan sehingga 400 kuasa kuda (k.k.).

Kawalan Kelajuan Motor Au Secara VVI Jenis 6 Langkah
i) Sistem menerima voltan masukan au yang nominal dan menukarkan kepada voltan keluaran at bolehubah. ii) Voltan keluaran dikenakan kepada voltage-controlled-oscillator secara bergilir-gilir akan menghasilkan frekuensi yang berkadar terus dengan voltan keluaran bekalan kuasa at. iii) Keluaran voltage-controlled-oscillator kemudiannya digunakan untuk memacu six phase logic yang akan membekalkan keluaran denyut kepada optical coupler, buffer driver dan power inverters.

Kawalan Kelajuan Motor Au Secara VVI Jenis 6 Langkah
Rajah 5.8 : Rajah blok kawalan kelajuan motor au

Penyongsang VVI Jenis 6 Langkah
Rajah 5.9 di bawah, menunjukkan rajah inverter 6 langkah yg telah dimudahkan akan digunakan untuk menunjukkan turutan penyuisan yang betul. Setiap suis adalah transistor atau thyristor. Voltan dan arus keluaran untuk beban resistive ditunjukkan pada Rajah 5.10 di bawah. Bentuk gelombang arus mengandungi 6 langkah berlainan bila suis mengikut turutan yg betul. Oleh itu ia dinamakan 6 langkah.

Rajah 5.9

Rajah 5.10

Setiap voltan yang dikenakan kepada ketiga-tiga fasa dianjakkan 120 darjah spt yang ditunjukkan. Rajah ini menunjukkan voltan talian Vab, Vbc dan Vca. iii) Semasa tempoh masa 1 dan 2, voltan daripada a ke b adalah +V di mana b berkeupayaan –V. iv) Semasa tempoh masa 3, voltan a ke b adalah sifar di mana kedua-dua a dan b adalah +V. Dengan cara ini bentuk gelombang 6 langkah diperolehi. v) Voltan keluaran boleh ditukar dengan mengubah voltan masukan arus terus. Frekuensi keluaran boleh diubah dengan mengubah frekuensi penyuisan transistor (S1 – S6). Biasanya frekuensi maksima untuk kawalan kelajuan motor yang menggunakan inverter 6 langkah adalah 200 Hz.

vi) Rajah 5.10 menunjukkan pada sebarang ketika 3 suis akan diONkan iaitu satu suis akan mengalirkan dalam setiap tetimbang dan kaki yang lain akan disuiskan dengan lengahan Rajah 5.11 dan Rajah menunjukkan transistor Q1 –Q6 secara teorinya mengalirkan untuk 180. vii) Bagaimanapun untuk situasi yang praktikal, adalah perlu untuk menyediakan lengah masa (biasanya 10o – 15o) kepada fasa arus semasa pengaliran dari +ve ke –ve. viii) Lengah masa ini membolehkan sesebuah transistor OFF dahulu sebelum transistor yang lain ON. Ini adalah untuk mengelakkan “cross conduction” (konduksi terpintas) yang boleh merosakkan transistor kuasa. Dengan itu, masa pengaliran maksima adalah 165o daripada tempoh 360o. Diod disambungkan selari dengan transistor akan mengalirkan arus bila transistor OFF diwakili oleh Ic pada Rajah 5.13.

Rajah 5.11

Rajah 5.12

Rajah 5.13

Penyongsang VVI Jenis SCR
Rajah 5.14

Prinsip Operasi Kuasa 1 fasa, 220V dikenakan kepada penerus jenis tetimbang (D9 – D12) melalui fius F1 dan F2 serta reaktor talian L1. ii) Voltan arus terus yang dihasilkan oleh tetimbang ditapiskan oleh penapis kapasitor C4. Voltan at bernilai tetap ini kemudiannya diperolehi pada talian 1 dan 5. Perhatikan bahawa tidak terdapat SCR melintangi talian au. Dengan itu, rekabentuk ini adalah baik untuk menghadapi kebisingan talian dan spikes yang boleh menjejaskan memicuan SCR di bahagian at.

6 SCR (SCR1 – SCR6) dan 6 diod (D1 – D6) membawa arus dalam tetimbang voltan bolehlaras. Sepasang SCR akan disuiskan ON dan OFF untuk setiap fasa. Tindakan ini akan menyebabkan setiap fasa menjadi positif – negatif – positif – negatif - …. Secara bergilir-gilir. SCR1 dan SCR2 digunakan untuk fasa A, SCR3 dan SCR4 untuk fasa B dam SCR5 dan SCR6 untuk fasa C. Tenaga untuk tetimbang voltan bolehlaras datang dpd kapasitor C3. Dengan kata lain, SCR mengeluarkan kuasa dari C3 untuk menjalankan motor dan mereka secara berterusan cuba untuk discaskan C3. Kapasitor C3 dicas oleh tetimbang voltan tetap.

Setiap pasangan SCR yang mengawal setiap fasa di ON dan OFF dalam turutan masa yang teratur untuk membekalkan kuasa 3 fasa kepada motor, jika penyuisan ON dan OFF dicepatkan maka lebih tinggi frekuensi yang diperolehi. v) 6 SCR dalam tetimbang voltan tetap (SCR 11 – SCR 16) beroperasi dalam selari dengan tetimbang voltan bolehlaras yang setara (SCR 1 – SCR 6). Tujuan tetimbang voltan tetap adalah untuk membekalkan tenaga kepada C3 semasa beban motor menggunakannya dan mengOFFkan commute SCR dalam tetimbang voltan boleh laras.

Bila SCR dalam tetimbang voltan bolehlaras (misalnya SCR 1 diONkan, SCR senilainya dalam tetimbang voltan tetap (SCR 11) boleh diONkan sehingga pada kadar 10 kHz. Ia akan ON untuk satu denyut bila voltan C3 terlalu rendah. Bila ia ON untuk satu denyut, tenaga yang datang dari talian at (talian 1 dan 5) akan melalui X1 dan X2. Sebahagian dari tenaga ini akan pergi ke motor, selebihnya akan pergi ke diod (D1 – D6) dan membantu mengecas semula C3. Jika nilai voltan C3 berterusan terlalu rendah satu lagi denyut tenaga akan dipanggil dan sekali lagi SCR dalam tetimbang voltan tetap akan ON. Denyutan tenaga persaat sehingga sebanyak 10,000 denyut boleh diperolehi daripada setiap SCR dalam tetimbang voltan tetap.

Untuk commutate OFF satu SCR dalam tetimbang voltan boleh laras (misalnya SCR 1) getnya diOFFkan. Kemudian pasangannya dalam tetimbang voltan tetap (SCR 11) akan ON untuk satu denyut menyebabkan arus mengalir. Sebahagian arus mengalir kepada motor, selebihnya mengalir melalui diod D1. Tindakan ini akan memiraukan SCR1 menyebabkan ia berhenti mengalir. SCR dalam tetimbang voltan tetap mengOFFkan dirinya sendiri secara natural selepas setiap denyut sebab ia mengalir dalam litar penala. Voltan akan meningkat pada penghujung denyut untuk menghalang sebarang pengaliran arus seterusnya.

VVI Jenis PWM KENAPA PWM JENIS VVI DIPILIH BERBANDING VVI 6 LANGKAH
Dalam kawalan motor aruhan menggunakan VVI 6 langkah terdapat 4 kekurangan utama: Kuasa mesti mengalir melalui 2 atau 3 set suis semikonduktor. Ini akan meningkatkan kos pemacu dan menurunkan kecekapan. Inverter yang berasingan akan menambahkan saiz fizikal package pemacu. Ini menyebabkan saiz motor aruhan au yang kecil tidak bermakna disebabkan oleh bahagian inverter yang besar. Bentuk gelombang keluaran inverter 6 langkah membawa kepada pepnurunan keupayaan motor. Berlaku pertambahan kehilangan hasil dari kandungan harmonik yang tinggi dalam arus motor terutamanya pada operasi kelajuan rendah. Bentuk gelombang 6 langkah menghasilkan motor berpusing dalam keadaan tersentak-sentak.

VVI Jenis PWM KEKURANGAN DI ATAS MEMBAWA KEPADA
TERCIPTANYA KAWALAN KUASA YANG LEBIH BAIK IAITU PWM Dalam pemacu inverter voltan bolehubah, frekuensi bolehubah yang diterangkan sebelum ini, voltan dc link boleh dikekalkan tetap dengan rektifier diod seperti pada Rajah 5.15, keluaran frekuensi fundamental boleh dikawal secara elektronik dengan menggunakan teknik PWM. Dengan cara ini transistor akan disuiskan ON dan OFF dengan kerap antara separuh kitaran untuk menjanakan keluaran voltan bolehlaras, yang mana biasanya mempunyai kandungan harmonik yang rendah. Ada beberapa teknik PWM. Teknik sinusoidal adalah yang biasa digunakan seperti Rajah 5.16

VVI Jenis PWM Rajah 5.15

VVI Jenis PWM Rajah 5.16

VVI Jenis PWM Gel voltan keluaran maksima b) Gelombang Separuh (½) Voltan Keluaran c) Gelombang Keluaran Separuh (½) Voltan dan Separuh (½) frekuensi Rajah 5.16

VVI Jenis PWM Gelombang segitiga dibandingkan dengan isyarat gel sinus dan titik crossover menentukan titik “turn OFF” untuk transistor. Gel segitiga adalah segerak dgn isyarat gelombang sinus kecuali pada julat frekuensi rendah. Nisbah kamilan genap dikekalkan untuk memperbaiki kandungan harmonik. Voltan keluaran fundamental boleh dilaraskan dengan melaraskan modulasi. Kawalan voltan PWM boleh digunakan dlam kawasan dayakilas tetap.

VVI Jenis PWM Dalam kawasan kuasa tetap, kendalian adalah sama seperti pada pemacu gel segiempat. Biasanya frekuensi pembawa gel segitiga adalah antara 1.2 – 2.5 kHz. Harmonik yang rendah dan denyut dayakilas yang kecil semasa frekuensi rendah membolehkan julat kawalan kelajuan menjadi lebih besar iaitu daripada kelajuan hampir 0 ppm ke keupayaan dayakilas penuh motor. Ciri-ciri inverter PWM menjadikan ianya digunakan dalam pelbagai kegunaan seperti mesin pole pakaian tekstil percetakan dan paper mills.

PENYONGSANG TERSUAP ARUS
CSI (current-source inverter) dikenali juga current fed inverter mempunyai litar yang sama dengan litar VVI (voltage-variable inverter) yang telah dibincangkan. Tetapi dalam CSI ini yang diubah adalah arus bukannya voltan. CSI memerlukan sumber arus terus yang tetap merujuk kepada kebolehannya membekalkan jumlah arus yang besar tanpa menurunkan nilai beban dalam litar. Rajah 5.17, menunjukkan litar kuasa untuk penyongsang tersuap arus menggunakan Darlington kuasa sebagai suis. Penerus terkawal fasa menjanakan arus terus bolehubah yang mana akan ditukarkan kepada sumber arus dengan menyambungkan sebuah induktor yang besar bersiri dengannya. Penerus terkawal (SCR), diikuti dengan pemenggal AT boleh juga digunakan untuk mendapatkan sumber AT bolehubah.

Rajah 5.17

Mod kawalan penyongsang boleh diperolehi samada dalam bentuk enam (6) langkah ataupun pemodulatan lebar denyut seperti VVI. Rajah 5.18, menunjukkan rajah blok pemacu arus ulangalik frekuensi bolehlaras model 1580 Graham. Pemacu ini menggunakan CSI. Ia terdiri daripada dua (2) bahagian besar iaitu : i) Bahagian Kawalan ii) Bahagian Kuasa

i. BAHAGIAN KAWALAN Bahagian kawalan mempunyai litar pengaturan (regulating circuitry) untuk voltan dan arus serta litar logik pintu tiristor (SCR gating logic circuitry).

Rajah 5.18

ii. BAHAGIAN KUASA Peringkat pertama di bahagian kuasa ialah tetimbang masukan (input bridge) yang akan menukarkan kuasa masukan arus ulangalik tiga fasa kepada arus tetap. Arus terus tetap pula akan dibekalkan kepada pemenggal sumber arus. Pemenggal ini akan mengubah at tetap kepada denyut at melalui induktor yang besar. Induktor menjadikan sumber arus bagi beban. Tetimbang masukan pada Rajah 5.18 adalah dari jenis penerus tetimbang diod tiga (3) fasa yang konvensional. Ia mengandungi diod D13-D18. Kegunaan penerus ini adalah untuk menukar kuasa masukan tiga (3) fasa kepada bus voltan AT tetap. Kapasitor C1 ialah bank kapasitor elektrolitik. Kapasitor ini dicas kepada keupayaan bus. Dengan voltan talian 460V arus ulang alik, C1 akan dicas kepada 620V .

Rajah 5.19

Peringkat kedua dalam litar kuasa ialah pemenggal (chopper). Pemenggal ialah suis elektronik yang akan ON dan OFFkan induktor besar daripada bus AT secara silih berganti. Atau dengan kata lain arus tetap dari peringkat pertama akan dibekalkan kepada pemenggal sumber arus (current source chopper). Pemenggal mengubah arus terus tetap kepada denyut arus terus melalui induktor yang besar. Induktor menjadi sumber arus bagi beban (motor aruhan). Litar pemenggal yang telah dipermudahkan ditunjukkan pada Rajah 5.20.

Rajah 5.20

Berdasarkan pada Rajah 5.20, apabila gegelung disambung bus AT keupayaan tetap, arus akan bertambah. Kedudukan suis elektronik seperti ini dinamakan INC. Bila suis dalam kedudukan buka, induktor L18 dan L19 menetapkan aliran arus tanpa bantuan dari bus AT. Ini akan menarik keluar tenaga dari induktor dan menyebabkan arus menurun. Kedudukan suis seperti ini dipanggil “decrease” atau DEC.

Arus beban dikesan oleh peranti “Hall Effect” yang memberi voltan keluaran terus ini dan disuapkan semula kepada litar pengaturan di mana ia dibandingkan dengan nilai yang diperlukan oleh sistem untuk menggerakkan beban (motor). Litar pengaturan kemudiannya mengubah masa yang digunakan dalam keadaan bertambah atau increase. Tindakan ini akan mengawal arus beban supaya berada pada nilai yang diperlukan.

Rajah 5.21

Peringkat Akhir ialah tetimbang invertor. Tetimbang inverter menyalurkan pemenggal kepada fasa yang betul motor 3 fasa untuk jumlah masa yang betul. Rajah 5.21, merupakan bahagian penyongsang. Ia adalah penyongsang enam (6) langkah dengan SCR1 - SCR6 menyuiskan arus beban pada kadar yang betul sebagaimana yang ditentukan oleh litar kawalan. Penukartertib kapasitor iaitu C28 – C33 menyimpan tenaga yang diperlukan untuk mematikan SCR dengan cara menyongsangkan voltan terminalnya. Diod D1 – D6 mengasingkan kapasitor daripada beban. Hanya dua (2) SCR sahaja yang dihidupkan pada sebarang ketika. Dua SCR tersebut akan mati apabila SCR yang bersebelahan dengannya dipicu pada fasa seterusnya.

Induktor motor juga memainkan peranan di mana penukartertib induktor akan menyimpan tenaga yang diperlukan untuk menukartertib dan tenaga ini juga akan mengecas kapasitor untuk kitaran yang berikutnya. Pemenggal mengawal arus dalam penyongsang yang datang dari L18. Walaupun terdapat dua laluan selari untuk arus, jumlah keduanya tidak akan menjadi lebih besar dari arus keluaran dari pemenggal. Penyongsang hanya akan mengawal masa untuk arus mengalir melalui setiap fasa motor.

Voltan at pada terminal masukan inverter yang akan berubah menurut permintaan beban. Pada tanpa beban, voltan akan hampir-hampir sinusoidal dengan berlakunya setiap kali SCR commutated. Rajah 5.22 menunjukkan arus dan voltan fasa di bahagian inverter. Dapat dilihat bahawa arus mengalir untuk 120 pada arah positif, berhenti untuk 60 dan kemudian mengulangi pengaliran tetapi mengikut arah negatif pula. Arus positif untuk fasa A ialah apabila SCR1 mengalir dengan samada SCR6 atau SCR2 mengalir. Gelombang gerigi (sawtooth) berlaku di bahagian atas arus kesekenaan (coincides) dengan pertukaran keadaan pemenggal di antara keadaaan menambah dan mengurang.

Rajah 5.22

DUA KELEBIHAN PENYONGSANG ARUS TETAP i. Arus puncak yang rendah melalui transistor. ii. Beroperasi dengan baik pada kelajuan yang rendah dan merupakan litar kuasa yang lasak.

Rajah 5.23

Prinsip Kendalian Gate Turn Off Thyristor (GTO) atau thyristor dengan litar tukartertib paksaan akan digunakan untuk membolehkan penyuisan S1 sehingga S6 yang diterangkan dalam Rajah Disebabkan voltan balikan harus dihalang pada sebahagian daripada setiap kitaran. GTO dengan kebolehan menghalang voltan balikan mesti digunakan. Jika GTO tidak mempunyai kebolehan tersebut, diod fast recovery harus disambung secara siri dengan thyristor tersebut. Apabila thyristor digunakan, tukartertib paksaan diperlukan. Ia akan menjadi lebih ekonomikal jika bank kapasitor digunakan. Ia digunakan untuk mengurangkan voltage spikes dan juga untuk tukartertib. Jika bank kapasitor dipilih, kombinasi kapasitor-motor akan memperolehi faktor kuasa yang mendahului. Dengan itu, thyristor boleh dimatikan secara semulajadi. Tukartertib cara ini dipanggil tukartertib beban. Faktor kuasa mendahului di bawah semua keadaan operasi penyongsang dan motor, melibatkan larasan dalam frekuensi dan beban motor boleh diperolehi apabila kapasitor boleh laras digunakan.

Prinsip Kendalian Kapasitor bolehlaras dapat dihasilkan dengan menggunakan penjana VAR jenis mendahului statik. Penjana ini berfungsi sebagai 2 kegunaan iaitu memberikan tukartertib untuk mengurangkan voltage spike. Tetapi dengan menggunakan Penjana VAR akan meningkatkan kos dan kompleks (lebih rumit). Dua fungsi tersebut juga dapat diperolehi dengan mengubah kedudukan kapasitor. Litar yang biasa digunakan adalah Auto Sequential CSI (ASCI). Seperti rajah 5.23, ia menggunakan 6 thyristor T!-T6 untuk menjalankan fungsi penyuisan. Tukartertib paksaan pada thyristor dapat diperolehi dengan pertolongan 6 kapasitor C1-C6 yang sama nilainya.

Prinsip Kendalian Kapasitor juga diatur agar pemindahan arus yang sekata antara fasa motor pada penyuisan serta merta. Di samping menggunakan spikes penyuisan, diod menolong memegang cas pada kapasitor dengan kekutuban yang bersesuaian untuk tukartertib thyristor. Setiap thyristor juga mempunyai induktor di/dt dan litar snubber thyristor akan dipicu mengikut jujukan nombor dengan perbezaan fasa 60 darjah dan 2 thyristor perlu beroperasi pada satu masa. Dalam keadaan steady state, keadaan jujukan adalah sama untuk setiap penyuisan. Ia adalah cukup jika operasi penyongsang diuji untuk 1 penyuisan sahaja.

Rajah 5.24

Biarkan T1 dan T2 dihidupkan
Biarkan T1 dan T2 dihidupkan. Id akan mengalir melalui T1, D1 fasa A, fasa C, D2 dan T2. Thyristor yang seterusnya yang akan hidup adalah T3. Bila tukartertib berlaku dan Id (sumber arus) akan mengalir melalui arah T3, D3 fasa B, fasaC D2 dan T2. Ini akan melibatkan proses mematikan T1 dan memindahkan Id dari fasa A ke fasa B. Seterusnya kita akan analisis bagaimana pemindahan arus dapat dilakukan dalam litar itu. Merujuk Rajah 5.24, seperti yang dinyatakan, komponen T1, D1, T2 dan D2 adalah dikonduksikan. Ini bukan menyebabkan C1 dan C5 dicas dengan polariti yang ditunjukkan dalam rajah semasa tukartertib sebelum ini. Bila T3 dihidupkan, voltan pada C1 akan dikenakan untuk pincang songsang T1 di mana ia akan ditukartrertib. Litar yang berfungsi adalah seperti pada Rajah Arus akan mengalir melalui T3, litar selari C1, C3 siri dengan C5, D1, fasa A, fasa C, D2 dan T2. D3 tidak dikonduksi kerana pincang songsang oleh C1 melalui aliran D1, fasa A, fasa B. Id akan mengalir melalui litar selari C1, C3 siri C5. Secara linear, menyongsang voltan C1 sehingga ia adalah cukup untuk memioncang hadapan D3. Bila D3 dihidupkan, arus dalam fasa B akan mula mengalir. Apabila C1 dicas, arus fasa A akan berkurangan dan arus pada fasa B akan meningkat pada kadar tertentukan oleh nilai kapasitor dan ia akan memindahkan arus berperingkat dari fasa A ke fasa B.

Semasa arus dipindahkan C1 dicas dengan plat kanan positif dan C3 dicas pada plat kiri positif. C3 dicas dengan kekutuban yang akan menukartertib T3 dan T5 akan dihidupkan untuk menukartertib untuk kapasitor atau thyristor. Dalam proses menukartertib T1, bila T1 sudah tidak dikonduksi, C1 akan dipincang songsang melalui T1 untuk sesuatu sela masa dimana ia bergantung kepada nilai C1 dan Id. Dengan memilih nilai C1 yang bersesuaian, pincang songsang C1 untuk semua nilai Id akan membolehkan masa yang cukup untuk mematikan T1. Untuk menggunakan switching spikes adalah untuk memastikan kadar voltan adalah bersesuaian dan kapasitor besar diperlukan. Nilai kapasitor harus direkabentuk secara teliti.

Kebaikan CSI Litar kuasa yang lasak dan reliable
Arus puncak yang rendah melalui transistor Tidak berlaku kerosakan pada bahagian inverter hanya menyebabkan peningkatan arus kerosakan yang perlahan, yang mana boleh diatasi dengan mudah Beroperasi dengan baik pada kelajuan rendah.

Kelemahan CSI Julat frekuensi inverter yang terhad dan dayakilas permulaan yang rendah berbanding dengan mesin VVI Saiz induktor dc link yang besar menjadikan inverter bulky (banyak ruang) Response pemacu adalah sluggish(lembab) dan kecenderungan menjadi tidak stabil pada beban ringan dan kelajuan tinggi. Itu sebabnya current fed inverter (CFI) digunakan pada julat kuasa kuda pertengahan dan tinggi sahaja.

PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN"— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan

Masuk

Otorisasi melalui jaringan sosial:

PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "PENYONGSANG TERSUAP ARUS DAN"— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan