O que é o módulo de potência ou módulo de estado sólido?
INTRODUÇÃO:
De um modo geral, o módulo de energia refere-se ao dispositivo composto principalmente por componentes de energia(como SCR, TRIAC, MOSFET, IGBT) Em termos estreitos, os módulos de potência referem-se a módulos de estado sólido para diferenciar com relés de estado sólido. A principal função do relé de estado sólido é a chave eletrônica e o módulo de estado sólidoé usado para ajustar a potência da carga e a regulação da tensão.
Neste artigo, você aprenderá o que são módulos de energia? Qual é a estrutura do módulo de potência? Quais são os tipos do módulo de energia? Como o módulo de energia funciona? Como selecionar o módulo de potência?
Neste artigo, você aprenderá o que são módulos de energia? Qual é a estrutura do módulo de potência? Quais são os tipos do módulo de energia? Como o módulo de energia funciona? Como selecionar o módulo de potência?
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CONTEÚDO
1. O que é o módulo de potência |
2. Como o módulo de energia funciona |
3. Como selecionar o módulo de potência |
1. O que é o módulo de potência
O módulo de energia (PM) também é chamado de módulo de energia eletrônico, ou módulo de energia de estado sólido, que é um módulo que encapsula componentes eletrônicos de energiacombinação em uma estrutura de estado sólido de acordo com uma certa funcionalidade. Através do circuito integrado interno (IC), o módulo de energia pode emitir a energia e ajustar a energiada carga. De acordo com as principais funções, dividimos os módulos de estado sólido em módulos de regulação de tensão em estado sólido e módulos de retificação em estado sólido.
1.1 Módulo de regulação de tensão em estado sólido
O módulo de regulação de tensão em estado sólido (também conhecido como módulo de regulação de tensão em estado sólido, o módulo de regulação de energia em estado sólido, o módulo de regulação de tensão em estado sólido e o módulo regulador de tensão em estado sólido) são usados para ajustar a tensão ou a potência do ACcarga. Geralmente, o módulo regulador de tensão de estado sólido integra o transformador síncrono, o circuito de saída de potência, a mudança de fasecircuito de detecção, e pode ser conectado diretamente à carga para controlá-lo. Os módulos reguladores de tensão de estado sólido são amplamente utilizados em vários campos, como pesquisa científica, experimento, detecção, isolamento de aquecimento, partida suave.
O módulo de mudança de fase no estado sólido (ou módulo de mudança de fase no estado sólido) é um tipo de módulo de regulação de tensão, mas só pode emitir um sinal de mudança de fase e não pode ser conectado diretamente à carga. Geralmente, requer um conjunto de relés de estado sólido (ou circuitos de tiristores de potência) e um transformador síncrono para atingir a função de regulação de tensão.
De acordo com a fase, o módulo regulador de tensão de estado sólido pode ser dividido em: módulos reguladores de tensão monofásica, módulos reguladores de tensão trifásica.
Conforme o circuito está fechado, o módulo regulador de tensão de estado sólido pode ser dividido em tipo de circuito fechado e tipo de circuito aberto (tipo de circuito fechado)
Conforme as partes de corrente forte e de corrente fraca são isoladas, o módulo regulador de tensão de estado sólido pode ser dividido em tipo de isolamento total e tipo de isolamento não total.
De acordo com o número de cargas controladas (canais), o módulo de mudança de fase de estado sólido pode ser dividido em: módulo de mudança de fase de estado sólido de um canal (ou módulo de mudança de fase de estado sólido de fase única), módulo de mudança de fase de estado, módulo de mudança de fase de estado sólido de três canais (ou módulo de mudança de fase de estado sólido de três fases).
De acordo com o dispositivo de saída de energia externa, o módulo de mudança de fase no estado sólido pode ser dividido em: módulos de mudança de fase do tipo relé externo e módulos de mudança de fase do tipo tiristor externo.
1.2 Módulo de retificação de estado sólido
O módulo de retificação de estado sólido (ou módulo retificador de estado sólido) usa componentes de energia (como diodos de potência, tiristores de potência, pontes retificadoras) para retificar a corrente alternada (CA) em corrente contínua pulsante (corrente pulsante DC) ou corrente alternada retificada, cuja direção ( positivo e negativo) não muda, mas a magnitude muda com o tempo. Além disso, os diodos de estado sólido e o retificador de silício são dispositivos incontroláveis, e o retificador de controle de semicondutores e o tiristor unidirecional são dispositivos controláveis. Os módulos de retificação de estado sólido são amplamente utilizados em vários campos, como o DC fonte de energia de instrumentos, a fonte de alimentação retificada de entrada do inversor PWM, a fonte de alimentação de excitação do motor DC, o sistema de retificação de entrada da fonte de alimentação de comutação, o sistema de carregamento de capacitores de partida suave, o acionamento elétrico e a corrente auxiliar, a máquina de solda do inversor, o Sistema de carregamento de energia DC.
De acordo com a fase, os relés retificadores de estado sólido podem ser divididos em: relés retificadores de estado sólido monofásicos, relés retificadores de estado sólido trifásicos.
De acordo com a fase, os retificadores de ponte de estado sólido podem ser divididos em: retificadores de ponte de estado sólido monofásicos, retificadores de ponte de estado sólido trifásicos.
De acordo com a quantidade de silicone retificador (ou diodo), os módulos retificadores de estado sólido podem ser divididos em: módulos retificadores de meia onda, módulos retificadores de onda completa (módulos retificadores de meia ponte) e módulos retificadores de ponte completa. O módulo retificador de meia onda possui apenas um silício (ou diodo) retificador, o módulo retificador de onda completa (módulo retificador de meia ponte) possui dois silício (ou diodos) retificador e o módulo retificador de ponte completa possui quatro silício retificador ( ou diodos). Os módulos retificadores de onda completa têm a função semelhante aos módulos retificadores de ponte completa, mas o custo do tipo de ponte completa é mais alto que o tipo de onda completa, e os requisitos do transformador são mais baixos que o tipo de onda completa .
Conforme as partes de corrente forte e de corrente fraca são isoladas, os módulos retificadores de estado sólido podem ser divididos em totalmente isolados e não totalmente isolados.
De acordo com a composição dos diodos e tiristores, os módulos retificadores de estado sólido podem ser divididos em módulos retificadores não controlados, módulos retificadores totalmente controlados e módulos retificadores semi-controlados. Os componentes de saída do módulo retificador não controlado são completamente compostos por diodos retificadores. Os componentes de saída do módulo retificador totalmente controlado são compostos por tiristores. Os componentes de saída da retificação semi-controlada são compostos de diodo e tiristor.
2. Como o módulo de energia funciona
2.1 O princípio de funcionamento do módulo de regulação de tensão no estado sólido
Veja a nossa série MGR-DTmódulo de regulação de tensão monofásica como exemplo. A série MGR-DT consiste em um transformador síncrono, um circuito de detecção de fase, um circuito de disparo de mudança de fase e um circuito de saída do tiristor. O MGR-DT aceita dois modos de controle (controle automático e controle manual) e quatro sinais de controle (0-5VDC, 0-10VDC, 1-5VDC, 4-20mA). Modo automático, ou seja, o sinal de controleaplicado ao regulador de tensão de estado sólido é gerado por PLC ou sistema de computador. Modo de controle manual, ou seja, o sinal de controle 0-5VDC é gerado pelo controle manual de um potenciômetro sob a fonte de alimentação interna de 5VDC.
A fiação da série MGR-DT: As
portas 1 e 2 são as portas de saída de energia do módulo regulador de tensão em estado sólido. O fornecedor de carga e energia pode ser conectado diretamente à porta de saída do módulo regulador de tensão. Porque a tensão e a corrente da carga indutivanão são sincronizados e serão carregados e descarregados durante o processo de ativação e desativação, usaremos uma carga resistiva pura para descrever o processo de trabalho por padrão.
portas 1 e 2 são as portas de saída de energia do módulo regulador de tensão em estado sólido. O fornecedor de carga e energia pode ser conectado diretamente à porta de saída do módulo regulador de tensão. Porque a tensão e a corrente da carga indutivanão são sincronizados e serão carregados e descarregados durante o processo de ativação e desativação, usaremos uma carga resistiva pura para descrever o processo de trabalho por padrão.
As portas 3 e 4 são conectadas ao transformador síncrono interno do módulo regulador de tensão em estado sólido. O papel do transformador síncrono é fornecer ao tiristor no módulo um sinal sincronizado com a tensão CA da fonte de alimentação para garantir que a tensão da carga possa ser ajustada com precisão sem causar atrasos na saída e erros de tensão. CON1 e CON2 são portas de entrada para sinal de controle automático; + 5V é a energia gerada dentro do módulo regulador de tensão de estado sólido, usado para fornecer o potenciômetro e conectado ao lado de alto potencial do potenciômetro; COM é o terminal comum, e a porta COM será aterrada se o modo de controle automático for escolhido e será conectada ao lado de baixo potencial do potenciômetro se o modo de controle manual for selecionado.
O processo de trabalho da série MGR-DT:
Antes de explicar o princípio de funcionamento do módulo regulador de tensão, precisamos saber que a tensão da corrente alternada (CA) alterna periodicamente de 0 ao pico. E não é a tensão instantânea que trabalha na carga, mas a tensão CA efetiva que é termodinamicamente equivalente à tensão DC. Alterando o tempo em que a tensão CA funciona em um ciclo, é possível alterar seu valor efetivo da tensão. Normalmente, usamos o tiristor para regulação de tensão, porque é um componente controlável, e sua capacidade de condução pode ser ajustada ajustando o sinal aplicado em seu eletrodo de controle (gate). Essa capacidade pode ser representada pelo ângulo de condução α na curva de tensão CA. Além disso, existe uma quantidade correspondente a α chamada ângulo de controle θ,
Antes de explicar o princípio de funcionamento do módulo regulador de tensão, precisamos saber que a tensão da corrente alternada (CA) alterna periodicamente de 0 ao pico. E não é a tensão instantânea que trabalha na carga, mas a tensão CA efetiva que é termodinamicamente equivalente à tensão DC. Alterando o tempo em que a tensão CA funciona em um ciclo, é possível alterar seu valor efetivo da tensão. Normalmente, usamos o tiristor para regulação de tensão, porque é um componente controlável, e sua capacidade de condução pode ser ajustada ajustando o sinal aplicado em seu eletrodo de controle (gate). Essa capacidade pode ser representada pelo ângulo de condução α na curva de tensão CA. Além disso, existe uma quantidade correspondente a α chamada ângulo de controle θ,
Escolhemos CON0-5VDC como sinal de controle e a tensão de controle aumenta de 0 a 5VDC. Como a tensão de partida (tensão de disparo) dos tiristores unidirecionais (SCR) é de 0,8VDC, se a tensão for menor que 0,8VDC, o tiristor é desligado, ou seja, o módulo regulador de tensão de estado sólido não funciona. Quando a tensão atinge 0.8VDC, embora o transistor comece a funcionar, seu ângulo de condução α é de 180 °, de modo que o módulo regulador de tensão não produz energia neste momento. Quando a tensão é ajustada de 0,8 a 5VDC, o ângulo de condução α é suavemente ajustado de 180 ° a 0 °. Neste momento, o valor efetivo da tensão de saída é ajustado de 0 ao valor máximo da rede elétrica. Mas a voltagem de saturação do tiristor é de 4.6VDC, então, se a voltagem atingir 4.6VDC,
2.2 O princípio de funcionamento do módulo de retificação de estado sólido
Veja a série MHFmonofásico controla totalmente o módulo retificador como um exemplo. O módulo retificador da série MHF contém 4 tiristores unidirecionais (SCR), VT1, VT2, VT3, VT4. E VT1 e VT4 constituem um par de braço de ponte e VT2 e VT3 constituem outro par de braço de ponte. Dois pares de braços de ponte formam o retificador de ponte completo. Quando a tensão de entrada U está no meio ciclo positivo, a direção da corrente é VT1-R-VT4; quando a tensão de entrada U está no meio ciclo negativo, a direção da corrente é VT2-R-VT3.
Além da função de retificação, podemos aplicar um sinal de controle ao polo de controle (gate) do tiristor unidirecional. Ajustando o ângulo de condução α dos tiristores, a forma de onda de saída e o valor da tensão de saída podem ser alterados, o que é semelhante ao processo de mudança de fase do módulo de regulação de tensão.
3. Como selecionar o módulo de potência
3.1 Regulador de tensão
3.1.1
Tipo de potenciômetro monofásico padrão: série MGR-R
Tipo de potenciômetro industrial: Série MGR-HVR
Tipo de sinal analógico / tensão contínua: série MGR-1VD
Tipo de sinal digital / tensão de pulso: MGR_DV series
Tipo de transformador externo: MGR-EUV series
Tipo de potenciômetro monofásico padrão: série MGR-R
Tipo de potenciômetro industrial: Série MGR-HVR
Tipo de sinal analógico / tensão contínua: série MGR-1VD
Tipo de sinal digital / tensão de pulso: MGR_DV series
Tipo de transformador externo: MGR-EUV series
3.2 Módulo Regulador de Tensão
3.3 Módulo de mudança de fase
3.3.2 Para o
canal único do circuito do tiristor de potência / fase única: SCR-JKK, série TRAIC-JKK
Canal duplo: SCR-JKK ^ 2 series
Três canais / trifásico: série SX-JK
canal único do circuito do tiristor de potência / fase única: SCR-JKK, série TRAIC-JKK
Canal duplo: SCR-JKK ^ 2 series
Três canais / trifásico: série SX-JK
3.4 Relé Retificador de Estado Sólido
3.5 Retificador de Ponte de Estado Sólido
3.6 Módulo Retificador de Estado Sólido
3.6.2 Módulo retificador de tiristor de estado sólido / diodo Módulo retificador de
tiristor de estado sólido: MTC, MTA, MTK, MTX series
Módulo Retificador de Diodo de Estado Sólido: MDC, MDA, MDK, MDX series
Módulo retificador híbrido de estado sólido: MFC, MFA, MFK, MFX series
tiristor de estado sólido: MTC, MTA, MTK, MTX series
Módulo Retificador de Diodo de Estado Sólido: MDC, MDA, MDK, MDX series
Módulo retificador híbrido de estado sólido: MFC, MFA, MFK, MFX series
3.6.3 Módulo retificador de ponte totalmente controlado por fase monofásica com isolamento total
Série MGR-DQZ : MGR-DQZ
Série MGR-DQZ : MGR-DQZ
3.6.4 Fase monofásica / módulo retificador trifásico de ponte Fase
monofásica: série MDQ
Trifásico: Série MDS
monofásica: série MDQ
Trifásico: Série MDS
3.6.5 Módulo retificador de ponte totalmente controlado / semi-controlado
Fase monofásica: MFQ, MTF, MHF series
Trifásico: MTQ, MFS, série
Fase monofásica: MFQ, MTF, MHF series
Trifásico: MTQ, MFS, série
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