একক-ফেজ সংশোধনকারী - স্কিম এবং অপারেশন নীতি

একটি সংশোধনকারী একটি যন্ত্র যা একটি ইনপুট এসি ভোল্টেজকে একটি ডিসি ভোল্টেজে রূপান্তর করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। রেকটিফায়ারের প্রধান মডিউলটি শিরা করাতের একটি সেট যা সরাসরি এসিকে ডিসি ভোল্টেজে রূপান্তর করে।

যদি লোডের পরামিতিগুলির সাথে নেটওয়ার্কের পরামিতিগুলিকে মেলানোর প্রয়োজন হয় তবে সংশোধনকারী সেটটি একটি ম্যাচিং ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে। সরবরাহ নেটওয়ার্কের পর্যায়গুলির সংখ্যা অনুসারে, রেকটিফায়ারগুলি একক-ফেজ এবং তিনটি পর্যায়… আরো বিস্তারিত দেখুন এখানে — সেমিকন্ডাক্টর রেকটিফায়ারের শ্রেণীবিভাগ… এই নিবন্ধে আমরা একক-ফেজ রেকটিফায়ারগুলির অপারেশন বিবেচনা করব।

একক-ফেজ অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধনকারী

সবচেয়ে সহজ রেকটিফায়ার সার্কিট হল একটি একক-ফেজ হাফ-ওয়েভ রেকটিফায়ার (চিত্র 1)।

ভাত। 1. একটি একক-ফেজ নিয়ন্ত্রিত অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধনকারীর পরিকল্পিত

আর-লোড রেকটিফায়ারের অপারেশনের স্কিম্যাটিকগুলি চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

ভাত। 2. আর-লোডের জন্য রেকটিফায়ারের অপারেশনের স্কিম

থাইরিস্টর খুলতে, দুটি শর্ত পূরণ করতে হবে:

1) অ্যানোডের সম্ভাব্যতা অবশ্যই ক্যাথোডের সম্ভাবনার চেয়ে বেশি হতে হবে;

2) কন্ট্রোল ইলেক্ট্রোডে একটি খোলার পালস প্রয়োগ করতে হবে।

এই সার্কিটের জন্য, এই শর্তগুলির একযোগে পূর্ণতা শুধুমাত্র সরবরাহ ভোল্টেজের ইতিবাচক অর্ধ-চক্রের সময় সম্ভব। একটি পালস ফেজ কন্ট্রোল সিস্টেম (SIFU) শুধুমাত্র সাপ্লাই ভোল্টেজের ইতিবাচক এনসোলুনিরিওডে খোলার ডাল গঠন করে।

আবেদন করার সময় থাইরিস্টর সময় θ = α থাইরিস্টর VS1 এর মুহুর্তে খোলার নাড়ির VS1 খোলে এবং ধনাত্মক অর্ধচক্রের অবশিষ্ট সময় লোড1 এ সরবরাহ ভোল্টেজ U প্রয়োগ করা হয় (ভালভ জুড়ে ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ ΔUv ভোল্টেজ U1 (ΔUv) এর তুলনায় নগণ্য = 1 — 2 V))। যেহেতু লোড R — সক্রিয়, তাহলে লোডের কারেন্ট ভোল্টেজের আকৃতির পুনরাবৃত্তি করে।

ধনাত্মক অর্ধ-চক্রের শেষে, লোড কারেন্ট i এবং ভালভ VS1 শূন্যে নেমে আসবে (θ = nπ), এবং ভোল্টেজ U1 এর চিহ্ন পরিবর্তন করবে। অতএব, একটি বিপরীত ভোল্টেজ থাইরিস্টর VS1 এ প্রয়োগ করা হয়, যার ক্রিয়াকলাপের অধীনে এটি বন্ধ করে এবং এর নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরুদ্ধার করে।

পাওয়ার উত্সের ভোল্টেজের প্রভাবের অধীনে ভালভগুলির এ জাতীয় স্যুইচিং, যা পর্যায়ক্রমে এর মেরুত্ব পরিবর্তন করে, তাকে প্রাকৃতিক বলা হয়।

এটি ডায়াগ্রাম থেকে দেখা যায় যে একটি তারের পরিবর্তন ইতিবাচক অর্ধ-চক্রের অংশে পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে যার সময় সরবরাহ ভোল্টেজ লোডে প্রয়োগ করা হয় এবং তাই এটি বিদ্যুত খরচ নিয়ন্ত্রণের দিকে পরিচালিত করে। ইনজেকশন α তার স্বাভাবিক খোলার মুহুর্তের তুলনায় থাইরিস্টর খোলার মুহুর্তের বিলম্বকে চিহ্নিত করে এবং এটিকে ভালভের খোলার (নিয়ন্ত্রণ) কোণ বলা হয়।

ইএমএফ এবং রেকটিফায়ার কারেন্ট হল ধনাত্মক অর্ধ-সাইন তরঙ্গের ধারাবাহিক অংশ, দিকে ধ্রুবক কিন্তু মাত্রায় ধ্রুবক নয়, যেমন সংশোধিত EMF এবং কারেন্টের একটি পর্যায়ক্রমিক স্পন্দনশীল চরিত্র রয়েছে। এবং যেকোন পর্যায়ক্রমিক ফাংশন ফুরিয়ার সিরিজে প্রসারিত করা যেতে পারে:

e (t) = E + en(T),

যেখানে E হল সংশোধিত EMF-এর ধ্রুবক উপাদান, en(T)- সব হারমোনিক উপাদানের সমষ্টির সমান পরিবর্তনশীল উপাদান।

সুতরাং, আমরা অনুমান করতে পারি যে পরিবর্তনশীল উপাদান en (t) দ্বারা বিকৃত একটি ধ্রুবক EMF লোডের উপর প্রয়োগ করা হয়েছে। EMF E-এর স্থায়ী উপাদান হল সংশোধন করা EMF-এর প্রধান বৈশিষ্ট্য।

এটি পরিবর্তন করে লোড ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করার প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় ফেজ কন্ট্রোল... এই স্কিমের বেশ কিছু অসুবিধা রয়েছে:

1) সংশোধিত EMF-এ উচ্চ হারমোনিক্সের উচ্চ বিষয়বস্তু;

2) EMF এবং কারেন্টের বড় লহর;

3) বিরতিহীন সার্কিট অপারেশন;

4) কম সার্কিট ভোল্টেজ ব্যবহার (kche = 0.45)।

রেকটিফায়ারের অপারেশনের বিঘ্নিত বর্তমান মোডটি এমন একটি মোড যেখানে রেকটিফায়ারের লোড সার্কিটে কারেন্ট বাধাপ্রাপ্ত হয়, যেমন শূন্য হয়ে যায়।

একক-ফেজ একক-অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধনকারী যখন একটি সক্রিয়-ইন্ডাকটিভ লোডে কাজ করে

আরএল-লোডের জন্য হাফ-ওয়েভ রেকটিফায়ার অপারেশনের টাইমিং ডায়াগ্রাম চিত্রে দেখানো হয়েছে। 3.

ভাত। 3. আরএল-লোডের জন্য হাফ-ওয়েভ রেকটিফায়ার অপারেশনের ডায়াগ্রাম

স্কিমে সংঘটিত প্রক্রিয়াগুলি বিশ্লেষণ করতে, আসুন তিনটি সময় অন্তর বরাদ্দ করি।

1. α <θ <δ… এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিটটি ডুমুরে দেখানো হয়েছে। 4.

পুনঃ 4. α <θ <δ এর জন্য সমতুল্য সার্কিট

সমতুল্য স্কিম অনুযায়ী:

এই সময়ের ব্যবধানে ইএল (সেলফ-ইন্ডাকশন ইএমএফ) গ্রিড ভোল্টেজ U1-এ ফিরে আসে এবং কারেন্টের তীব্র বৃদ্ধি রোধ করে। নেটওয়ার্ক থেকে শক্তি R এ তাপে রূপান্তরিত হয় এবং ইন্ডাকট্যান্স L সহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে জমা হয়।

2. α <θ < π। এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। 5.

ডুমুর 5… α <θ < π এর জন্য সমতুল্য সার্কিট

এই ব্যবধানে, স্ব-ইন্ডাকশন eL এর EMF তার চিহ্ন পরিবর্তন করেছে (এই সময়ে θ = δ)।

θ δ dL এর চিহ্ন পরিবর্তন করে এবং সার্কিটে কারেন্ট বজায় রাখে। এটি U1 অনুযায়ী পরিচালিত হয়। এই ব্যবধানে, নেটওয়ার্ক থেকে পাওয়া শক্তি এবং ইন্ডাকট্যান্স এল ক্ষেত্রে জমা হওয়া শক্তি R-এ তাপে রূপান্তরিত হয়।

3. π θ α + λ। এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। 6.

ভাত। 6 সমতুল্য সার্কিট

কিছু সময়ে θ = π লাইন ভোল্টেজ U1 তার পোলারিটি পরিবর্তন করে, কিন্তু থাইরিস্টর VS1 পরিবাহী অবস্থায় থাকে কারণ egL U1 ছাড়িয়ে যায় এবং থাইরিস্টর জুড়ে ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ বজায় থাকে। dL-এর ক্রিয়াকলাপের অধীনে কারেন্ট লোডের মধ্য দিয়ে একই দিকে প্রবাহিত হবে, যখন ইন্ডাকট্যান্স L ক্ষেত্রে সঞ্চিত শক্তি সম্পূর্ণরূপে গ্রাস করা হবে না।

এই ব্যবধানে, ইন্ডাকটিভ ফিল্ডে জমা হওয়া শক্তির অংশ R প্রতিরোধের তাপে রূপান্তরিত হয় এবং অংশ নেটওয়ার্কে প্রেরণ করা হয়। ডিসি সার্কিট থেকে এসি সার্কিটে শক্তি স্থানান্তর করার প্রক্রিয়াকে বলা হয় ইনভার্সন… এটি ই এবং i এর বিভিন্ন চিহ্ন দ্বারা প্রমাণিত।

ঋণাত্মক পোলারিটি U1 সহ বিভাগে বর্তমান প্রবাহের সময়কাল L এবং R (XL=ωL) পরিমাণের মধ্যে অনুপাতের উপর নির্ভর করে। অনুপাত যত বেশি হবে — ωL/R, তড়িৎ প্রবাহের সময়কাল তত বেশি হবে λ।

যদি লোড সার্কিট L-এ একটি ইন্ডাকট্যান্স থাকে, তাহলে বর্তমান আকৃতিটি মসৃণ হয়ে যায় এবং এমনকি ঋণাত্মক পোলারিটি U1-এর ক্ষেত্রেও কারেন্ট প্রবাহিত হয়... এই ক্ষেত্রে, থাইরিস্টর VS1 ভোল্টেজ U1 থেকে 0-এর পরিবর্তনের সময় বন্ধ হয় না। এবং এই মুহুর্তে কারেন্ট শূন্যে নেমে আসে। যদি ωL/ R→oo হয়, তাহলে α = 0 λ → 2π।

সক্রিয় এবং সক্রিয়-ইন্ডাকটিভ লোডগুলি পরিচালনা করার সময় অবিচ্ছিন্ন মোডে একক-ফেজ ব্রিজ রেকটিফায়ারের অপারেশনের নীতি

একটি একক-ফেজ ব্রিজ রেকটিফায়ারের পাওয়ার সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। 7, এবং সক্রিয় লোডে এর কাজের সময় চিত্রগুলি চিত্রে দেখানো হয়েছে। আট

ভালভ সেতুতে (চিত্র 7) ভালভের দুটি গ্রুপ রয়েছে — ক্যাথোড (বিজোড় ভালভ) এবং অ্যানোড (এমন ভালভ)। ব্রিজ সার্কিটে, কারেন্ট একই সাথে দুটি ভালভ দ্বারা বাহিত হয় - একটি ক্যাথোড গ্রুপ থেকে এবং একটি অ্যানোড গ্রুপ থেকে।

যেমন ডুমুর থেকে দেখা যায়। 7, গেটগুলি চালু করা হয়েছে যাতে U2 ভোল্টেজের ধনাত্মক অর্ধ-চক্রের সময়, কারেন্ট VS1 এবং VS4 গেটগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং ঋণাত্মক অর্ধ-চক্রের সময় VS2 এবং VS3 গেটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। আমরা অনুমান করি যে ভালভ এবং ট্রান্সফরমার আদর্শ, যেমন Ltp = Rtp = 0, ΔUB = 0।

ভাত। 7. একটি একক-ফেজ ব্রিজ রেকটিফায়ারের স্কিম

ভাত। 8. একটি প্রতিরোধী লোডে একক-ফেজ ব্রিজ-নিয়ন্ত্রিত রেকটিফায়ার পরিচালনার স্কিম

এই সার্কিটে, যেকোনো মুহূর্তে, একজোড়া থাইরিস্টর VS1 এবং VS4 ধনাত্মক অর্ধ-চক্র U2 এবং VS2 এবং VS3 ঋণাত্মকভাবে বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে। যখন সমস্ত থাইরিস্টর বন্ধ থাকে, তখন তাদের প্রতিটিতে অর্ধেক সরবরাহ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়।

θ =α খোলা VS1 এবং VS4 এ এবং লোডটি খোলা VS1 এবং VS4 এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে শুরু করে। পূর্ববর্তী VS2 এবং VS3 বিপরীত দিকে সম্পূর্ণ মেইন ভোল্টেজে কাজ করে।যখন v = l-, U2 চিহ্ন পরিবর্তন করে এবং যেহেতু লোড সক্রিয় থাকে, কারেন্ট শূন্য হয়ে যায় এবং বিপরীত ভোল্টেজ VS1 এবং VS4 এ প্রয়োগ করা হয় এবং তারা বন্ধ হয়ে যায়।

θ =π +α থাইরিস্টর VS2 এবং VS3 খোলা হয় এবং লোড কারেন্ট একই দিকে প্রবাহিত হতে থাকে। L = 0 তে এই সার্কিটের কারেন্টের একটি বিরতিহীন অক্ষর রয়েছে এবং শুধুমাত্র α= 0 এ বর্তমানটি প্রান্তিকভাবে অবিচ্ছিন্ন থাকবে।

সীমাবদ্ধ অবিচ্ছিন্ন মোড এমন একটি মোড যেখানে কিছু মুহুর্তে কারেন্ট শূন্যে কমে যায়, কিন্তু বাধাপ্রাপ্ত হয় না।

Upr.max = Uobr.max = √2U2 (ট্রান্সফরমার সহ),

Upr.max = Uobr.max = √2U1 (ট্রান্সফরমার ছাড়া)।

একটি সক্রিয়-ইন্ডাকটিভ লোডের জন্য সার্কিট অপারেশন

আর-এল লোড বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির উইন্ডিং এবং বৈদ্যুতিক মেশিনের ফিল্ড উইন্ডিং বা যখন রেকটিফায়ারের আউটপুটে একটি ইন্ডাকটিভ ফিল্টার ইনস্টল করা হয়। ইন্ডাকট্যান্সের প্রভাব লোড কারেন্ট বক্ররেখার আকৃতির পাশাপাশি ভালভ এবং ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে বর্তমানের গড় এবং কার্যকর মানকে প্রভাবিত করে। লোড সার্কিটের ইন্ডাকট্যান্স যত বেশি হবে, অল্টারনেটিং কারেন্ট কম্পোনেন্ট তত কম হবে।

গণনা সহজ করার জন্য, এটা অনুমান করা হয় যে লোড কারেন্ট পুরোপুরি মসৃণ (L→oo)। এটি বৈধ যখন ωNSL> 5R, যেখানে ωNS — রেকটিফায়ার আউটপুট রিপলের বৃত্তাকার ফ্রিকোয়েন্সি। যদি এই শর্তটি পূরণ করা হয়, গণনার ত্রুটিটি নগণ্য এবং উপেক্ষা করা যেতে পারে।

একটি সক্রিয়-ইন্ডাকটিভ লোডের জন্য একটি একক-ফেজ ব্রিজ রেকটিফায়ারের অপারেশনের টাইমিং ডায়াগ্রামগুলি চিত্রে দেখানো হয়েছে। নয়টি

ভাত। 9. একটি RL লোডে কাজ করার সময় একটি একক-ফেজ ব্রিজ রেকটিফায়ার পরিচালনার স্কিম

স্কিমে সংঘটিত প্রক্রিয়াগুলি পরীক্ষা করার জন্য, আমরা কাজের তিনটি ক্ষেত্র আলাদা করব।

1. ক. এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে।দশ

ভাত। 10. একটি সংশোধনকারীর সমতুল্য সার্কিট

বিবেচিত ব্যবধানে, নেটওয়ার্ক থেকে শক্তি রোধ R-এ তাপে রূপান্তরিত হয় এবং একটি অংশ ইন্ডাকট্যান্সের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে জমা হয়।

2. α <θ < π। এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। এগারো

ভাত। 11. α <θ < π এর জন্য রেকটিফায়ারের সমতুল্য সার্কিট

সময়ের একটি মুহুর্তে θ = δ স্ব-ইন্ডাকশন eL = 0 এর EMF কারণ বর্তমান তার সর্বোচ্চ মান পৌঁছেছে।

এই ব্যবধানে, ইন্ডাকট্যান্সে সঞ্চিত শক্তি এবং নেটওয়ার্ক দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত শক্তি প্রতিরোধের R-এ তাপে রূপান্তরিত হয়।

3. π θ α + λ। এই ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। 12।

ভাত। 12. π θ α + λ এ রেকটিফায়ারের সমতুল্য সার্কিট

এই ব্যবধানে, ইন্ডাকটিভ ক্ষেত্রে জমে থাকা শক্তির অংশ R প্রতিরোধের তাপে রূপান্তরিত হয় এবং অংশটি নেটওয়ার্কে ফিরে আসে।

3য় বিভাগে স্ব-ইন্ডাকশনের EMF-এর ক্রিয়াটি সংশোধন করা EMF-এর বক্ররেখায় নেতিবাচক পোলারিটি সহ বিভাগগুলির উপস্থিতির দিকে নিয়ে যায়, এবং e এবং i-এর বিভিন্ন চিহ্নগুলি নির্দেশ করে যে এই ব্যবধানে বৈদ্যুতিক শক্তি ফিরে আসে। নেটওয়ার্কে।

যদি সময়ে θ = π + α ইন্ডাকট্যান্স L-এ সঞ্চিত শক্তি সম্পূর্ণরূপে গ্রাস না হয়, তাহলে কারেন্ট i একটানা থাকবে। যখন একটি নির্দিষ্ট সময়ে θ = π + α খোলার ডালগুলি থাইরিস্টর VS2 এবং VS3 কে পরিবেশন করা হয়, যেখানে নেটওয়ার্কের দিক থেকে একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ সরবরাহ করা হয়, সেগুলি খোলে এবং তাদের মাধ্যমে অপারেটিং VS1 এবং VS4 থেকে একটি বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। নেটওয়ার্ক সাইড, যার ফলস্বরূপ তারা বন্ধ করে, এই ধরণের স্যুইচিংকে প্রাকৃতিক বলা হয়।