Kas yra įkroviklių įkrovimo mechanizmas?
Įkroviklių įkrovimo mechanizmas
Šiame skyriuje iliustruojamas įkroviklių įkrovimo principas, atskirai pateikiant vienkrypčių ir dvikrypčių įkroviklių grandinių topologinių struktūrų pavyzdžius.
Vienakryptė įkrovimo topologija
Įkroviklis konvertuoja tarp kintamosios srovės ir nuolatinės srovės naudodamas galios elektroninius įrenginius. Neišvengiamai galios elektroniniai prietaisai įveda reaktyviąją galią, o per didelė reaktyvioji galia gali sukelti elektros tinklo įtampos svyravimus, sumažinti maitinimo kokybę ir padidinti linijos nuostolius. Aktyvios galios ir tariamosios galios santykis grandinėje apibrėžiamas kaip galios koeficientas. Siekiant užkirsti kelią perteklinei reaktyviajai galiai, kurią galutinis vartotojas tiekia į elektros tinklą, taikomi griežti elektros energijos suvartojimo gyvenamuosiuose ir pramoniniuose namuose galios koeficiento apribojimai, paprastai ne mažesni kaip 0,8–0,9. Vienas iš taikomų metodų yra PFC (Power Factor Correction) technologija, kuri gali pašalinti harmoninę taršą iš galios elektroninių prietaisų ir pagerinti įvesties galios koeficientą.
Vienpakopė-viso{1}}tilto PFC technologija suteikia tokių pranašumų kaip paprasta struktūra, didelis efektyvumas ir aukšto-dažnio transformatorius su dvigubu-galo sužadinimu, todėl tinka didelės-galios programoms. Vieno-pakopos pilno-tilto PFC konverteris, pagrįstas visa-tilto struktūra, parodytas 11-21 pav. Jis veikia dviejose valstybėse:viršutinės ir apatinės rankos laidumasirpriešingos rankos laidumas. Viršutinės ir apatinės rankos laidumo metu srovė įvesties induktoriuje pakyla. Priešingos rankos laidumo metu srovė įvesties induktoriuje krenta. Valdymo sistema sureguliuoja viršutinės ir apatinės svirties laidumo laiko santykį (darbo ciklą) įvesties induktoriaus įkrovimo ir iškrovimo cikle, kad sureguliuotų srovės dydį įvesties induktoriuje, todėl įvesties srovė taptų sinusine banga, fazėje su įėjimo įtampa. Taip galiausiai pašalinamos didelės-eilės srovės harmonikos ir pasiekiama galios koeficiento korekcija.
Analizuojant energijos srauto procesą, matyti, kad viršutinės ir apatinės rankos laidumo metu aukšto -dažnio transformatoriaus įtampa lygi 0, o išėjimo filtro kondensatorius tiekia energiją apkrovai; priešingos rankos laidumo metu aukšto -dažnio transformatorius perduoda energiją, sukauptą įvesties induktoryje, ir tiekia ją
Energija iš įvesties kabelio perduodama antrinei transformatoriaus pusei. Po aukšto-dažnio ištaisymo ir filtravimo jis tiekia energiją į apkrovą. Reguliuojant sistemos darbo ciklą, galima keisti išėjimo įtampą, išlaikant vardinę išėjimo įtampą. Per vieną veikimo ciklą įvesties induktorius užbaigia du įkrovimo ir iškrovimo ciklus, o aukšto -dažnio transformatorius sužadinamas du kartus, o dvi sužadinimo kryptys yra priešingos. Taip magnetinė šerdis panaudojama stumdomuoju-traukimu, pagerinant transformatoriaus magnetinės šerdies panaudojimo greitį.
Dviejų krypčių įkrovimo topologija
11-22 paveiksle parodyta pagrindinės dvikrypčio įkroviklio įkrovimo ir iškrovimo grandinės topologinė struktūra, kurią sudaro trijų-fazių pus-tilto įtampos šaltinio PWM lygintuvas ir dvikryptis nuolatinės srovės/nuolatinės srovės keitiklis.
Trijų-fazių kintamosios srovės šaltiniai dažniausiai naudojami pramoninėse aukštos-įtampos ir{2}}didelės galios srityse. Dvikryptis reiškia, kad energijos srautas gali būti iš tinklo pusės į transporto priemonės akumuliatorių arba iš akumuliatoriaus pusės į tinklo pusę. Paveikslėlyje parodytas trijų-fazių-tilto įtampos-šaltinio PWM lygintuvas yra dvikrypčio PWM lygintuvo tipas, turintis tokių pranašumų kaip dvikryptis energijos srautas, greitas dinaminis atsakas ir geras pastovios būsenos -našumas. Kai jis yraištaisymo būsena, energija išteka iš tinklo pusės, srovė yra sinusinė, o jos fazė tokia pati kaip tinklo įtampa; kai jis veikiaaktyvioji inversijos būsena, elektromobilio akumuliatoriuje sukaupta energija grąžinama atgal į elektros tinklą, o tinklo{0}}šoninė srovė ir srovės bangos formos yra sinusinės, o fazių skirtumas yra 180 laipsnių.
Dviejų krypčių DC/DC keitiklis turi tokius pranašumus kaip greitas dinaminis atsakas, didelis energijos konversijos efektyvumas ir mažiau galios įrenginių. Kaip parodyta 11-22 pav., kai įkroviklis krauna elektromobilio akumuliatorių, perjunkiteS1vykdo, o perjungtiS2visada išjungtas. Todėl dvikryptis PWM lygintuvas veikia ištaisymo būsenoje, o dvikryptis nuolatinės srovės/nuolatinės srovės keitiklis yra žingsnio -žemyn būsenoje, o energija teka iš tinklo pusės į akumuliatoriaus pusę; kai baterija išsikrauna, perjunkiteS2išjungtas, perjunkiteS1yra laidus, dvikryptis nuolatinės srovės/nuolatinės srovės keitiklis yra padidinto -padidėjimo būsenoje, o dvikryptis PWM lygintuvas veikia aktyvios inversijos būsenoje, o akumuliatoriuje sukaupta energija per lygintuvą grąžinama atgal į maitinimo tinklą.
