مبدل های الکتریکی

انواع مبدل های الکتریکی

الکترونیک قدرت

الکترونیک قدرت شاخه ای از الکترونیک صنعتی است. الکترونیک قدرت مبحثی است متشکل از مهندسی الکترونیک و مهندسی قدرت که در آن عملکرد الکترونیک حالت جامد برای کنترل و تبدیل توان الکتریکی بررسی می گردد. به عبارت دیگر الکترونیک قدرت به بررسی استفاده از نیمه هادی ها در قدرت می پردازد.

کاربردها

تقریبا تمام منابع تغذیه جدید همچون شارژرها، اینورترها و یو پی اس ها از ساختارهای الکترونیک قدرت استفاده می کنند. برای مثال شارژر موبایل و لپ تاپ، منابع تغذیه کامپیوتر و مانیتور و سیستم های قدرت ماشین های لباسشویی بر این اساس طراحی و ساخته می شوند. در صنعت رایجترین استفاده از الکترونیک قدرت در محرکه های با سرعت متغیر موتور القایی است. در سطوح توان بالاتر، الکترونیک قدرت در کاربردهایی مانند انرژی های نو و بهینه سازی سیستم قدرت مورد استفاده قرار می گیرد تریستور ها، ترایاکها و دیاک از جمله قطعات پر کاربرد در این شاخه از الکترونیک می باشند.

تقسیم بندی

بسته به ورودی و خروجی مبدل های الکترونیک قدرت، می توان آنها را به چهار دسته تقسیم بندی کرد:
(مبدل های AC به DC یا ) یکسوسازها با کنترل ، رکتیفایر
(مبدل های DC به DC ) برشگر یا چاپرها
(مبدلهای AC به AC ) یکسو کننده های ولتاژ AC سیکلوکانورترها مبدلهای ماتریسی
(مبدلهای DC به AC ) متناوب ساز

AC TO AC Converters

مبدل های جریان متناوب به جریان متناوب AC به AC کنترل کننده های ولتاژ متناوب
تعریف :
مبدل های AC/AC توان را از یک منبع یا شبکه جریان متناوب دریافت می کنند و به بار یا شبکه جریان متناوب دیگر با دامنه ، فرکانس یا فاز متفاوت تحویل می دهند

کاربردها :
o کنترل موتورهای کوچک در وسایل منزل
o کنترل سرعت موتورهای آسنکرون در قدرتهای چند مگاوات
o کنترل سرعت موتورهای سنکرون در قدرتهای چند مگاوات
o کنترل روشنایی
o (تغییر فاز یا ولتاژ ترانسفورماتور ) کنترل توان اکتیو و راکتیو
o گرم کننده های صنعتی

طبقه بندی مبدل های AC

• (فرکانس خروجی با ورودی برابرست ) AC Regulator
  o به صورت تک فاز و سه فاز
  o روش کنترل
  o قطع و وصل
  o (کنترل زاویه فاز ) زاویه آتش
• فرکانس خروجی متفاوت از ورودی است
  o (نوع مستقیم ) سیکلو کانورتر ، مبدل ماتریسی
  o (نوع غیر مستقیم با واسط DC ) لینک خازنی ، لینک سلفی ، لینک سلفی خازنی
  مبدل های AC به AC با قابلیت تغیر فرکانس

DC TO DC Converters

مبدل جریان مستقیم به جریان مستقیم ، رگولاتور DC به DC (چاپر ) این مبدل ، برشگر یا رگولاتور کلیدی نیز نامیده می شود . در مدارهای الکترونیک
قدرت برای تبدیل نمودن ولتاژ DC ورودی تنظیم نشده به یک ولتاژ DC خروجی متغییر یا تنظیم شده به کار میرود. این گونه مدارها بیشتر در صنعت منبع تغذیه، مانند منابع تغذیه به حالت کلید زنی (SMPS ) می باشد در کاربرد درایوهای کششی DC با قدرت بالا ، مبدلهای DC به DC به عنوان برشگرها شناخته میشوند. برای بدست آوردن چنین مدارهایی ، نیاز داریم که مبدل هایی را طراحی کنیم که از چند کیلو هرتز تا چند مگا هرتز کار کنند در مبدل های تشدیدی ، قطعات کلید زنی به گونه ای مورد استفاده قرار میگیرند که بسته به کارکرد کلید زنی تلفات روشن سازی یا خاموش سازی را بتوان کاهش داد یا حذف نمود چنین مبدل هایی به نام مبدل های با کلید زنی نرم شناخته میشوند این مبدل ها در طراحی منابع تغذیه DC با چگالی قدرت بالا برای رایانه های لپ تاپ ، آداپتورها ، رایانه های یادداشت و ابزار دقیق مخابرات و هوا فضا مورد استفاده قرار میگیرد.
وظیفه اصلی تبدیل مورد نیاز ، قطعات کلید زنی قابل دسترسی و مشخصه آنها ، مدارهای راه انداز ، کنترل و حفاظت ، و حداکثر تلفات کلید زنی و سرانجام قیمت و اندازه، و وزن میباشد بسته به ساختار مورد استفاده ، مدارهای الکترونیک قدرت توانایی انتقال دادن قدرت را فقط در یک جهت (یعنی قدرت یک جهته از منبع به طرف بار جریان می يابد) در هر دو جهت (یعنی قدرت دو جهته از بار به منبع و از منبع به بار جاری میگردد) را دارد در این حالت اخیر گفته میشود که مبدل در حالت تولید مجدد (احیا کنندگی) کار میکنید .

 

 

مبدل های الکترونیکی نیرو در همه جا در کارهای روزمره عادی در خانه ، محل کار تجاری یا محیط صنعتی استفاده می شود.

این مبدل ها به دلیل کارآیی بالا در انتقال قدرت ، به بخشی جدایی ناپذیر از درایوهای برقی صنعتی ، منبع تغذیه بالا ، سیستم های کششی برقی و تجهیزات کنترل اتومبیل تبدیل می شوند.

انواع مختلفی از مبدل های الکترونیکی نیرو وجود دارد که برای انجام کارکردهای مختلف (مانند وارونگی ، اصلاح و …) مورد استفاده قرار می گیرند که از چند میلی ولت تا چند هزار وات متغیر است. بیایید با جزئیات به این مبدل ها بپردازیم.

آشنایی با مبدل های الکترونیکی برق

فن آوری الکترونیکی نیرو به منظور تأمین ولتاژ و جریان ها به شکلی که بهینه با نیاز کاربر نهایی باشد ، به پردازش و کنترل جریان انرژی الکتریکی می پردازد.

مبدل الکترونیکی قدرت از اجزای الکترونیکی قدرت مانند SCR ها ، TRIAC ها ، IGBT ها و غیره برای کنترل و تبدیل نیروی الکتریکی استفاده می کند. هدف اصلی مبدل تولید برق با توجه به کاربرد خاص است.

مبدل الکترونیکی پاور چیست؟

نمودار بلوک یک مبدل الکترونیکی نیرو در شکل بالا نشان داده شده است. این شامل یک منبع انرژی الکتریکی ، یک مدار برق الکترونیکی ، یک مدار کنترل و یک بار الکتریکی است. این مبدل یک شکل از انرژی الکتریکی را به شکل دیگری از انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

مدار الکترونیکی برق از بخش قدرت و بخش کنترل تشکیل شده است. بخشی از انرژی را از منبع به بار دیگر منتقل می کند و از سوئیچ های الکترونیکی (SCR یا TRIAC) ، ترانسفورماتورها ، خفه برقی ، خازن ها ، فیوزها و بعضا مقاومت ها تشکیل شده است.

مدار کنترل یا بلوک عناصر موجود در قسمت توان مبدل را تنظیم می کند. این بلوک با یک مدار الکترونیکی کم توان پیچیده تشکیل شده از مونتاژ مدار آنالوگ یا دیجیتال ساخته شده است.

مبدل های الکترونیکی قدرت عملکردهای مختلف تبدیل انرژی اولیه را انجام می دهند. این مبدل یک مرحله تبدیل نیرو واحد است که می تواند هر یک از عملکردها را در سیستم های تبدیل برق AC و DC انجام دهد.

بسته به نوع عملکردی که انجام می شود ، مبدل های الکترونیکی نیرو به انواع زیر طبقه بندی می شوند.

AC به DC = یکسوساز: AC را به جریان یک قطبی (DC) تبدیل می کند
DC به AC = اینورتر: DC را به AC با فرکانس و ولتاژ مورد نظر تبدیل می کند
DC به DC = Chopper: این ثابت را به متغیر DC یا متغیر DC به DC ثابت تبدیل می کند
AC به AC = Cycloconverter ، Matrix مبدل: این AC از فرکانس و / یا ولتاژ مورد نظر ولتاژ مورد نظر را از یک خط منبع تغذیه تبدیل می کند.
این نوع مبدل های الکترونیکی نیرو را می توان در طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS) ، کنترل دستگاه برقی، سیستم های ذخیره انرژی، درایوهای روشنایی، فیلترهای برق فعال، تولید و توزیع انرژی، تبدیل انرژی تجدید پذیر، انعطاف پذیر مشاهده کرد.