ما هي وحدة الطاقة؟

ما هي وحدة الطاقة أو وحدة الحالة الصلبة؟

المقدمة:

بشكل عام ، تشير وحدة الطاقة إلى الجهاز الذي يتكون بشكل أساسي من مكونات الطاقة(مثل SCR، TRIAC، MOSFET، IGBT). بالمعنى الضيق ، تشير وحدات الطاقة إلى وحدات الحالة الصلبة للتمييز مع مرحلات الحالة الصلبة. وتتمثل المهمة الرئيسية لترحيل الحالة الصلبة في التبديل الإلكتروني ، ووحدة الحالة الصلبةيستخدم لضبط قوة الحمل ، وتنظيم الجهد.
من خلال هذا المقال سوف تتعلم ما هي وحدات الطاقة؟ ما هو هيكل وحدة الطاقة؟ ما هي أنواع وحدة الطاقة؟ كيف تعمل وحدة الطاقة؟ كيفية اختيار وحدة الطاقة؟

يمكنك التنقل بسرعة إلى الفصول التي تهمك من خلال الدليل أدناه ، و Quick Navigator على الجانب الأيمن من المتصفح.

محتويات

1. ما هي وحدة الطاقة

2. كيف تعمل وحدة الطاقة

3. كيفية اختيار وحدة الطاقة

1. ما هي وحدة الطاقة

تسمى وحدة الطاقة (PM) أيضًا وحدة الطاقة الإلكترونية ، أو وحدة طاقة الحالة الصلبة ، وهي وحدة تحتوي على مكونات الطاقة الإلكترونيةالجمع في هيكل الحالة الصلبة وفقا لبعض الوظيفية. من خلال الدائرة المتكاملة الداخلية (IC)، وحدة الطاقة يمكن إخراج الطاقة وضبط الطاقةمن الحمل. وفقًا للوظائف الرئيسية ، نقسم وحدات الحالة الصلبة إلى وحدات تنظيم جهد الحالة الصلبة ووحدات تصحيح الحالة الصلبة.

1.1 الحالة الصلبة وحدة تنظيم الجهد

تستخدم وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة (تُعرف أيضًا باسم وحدة تنظيم جهد الطاقة في الحالة الصلبة ، وحدة تنظيم طاقة الحالة الصلبة ، وحدة تنظيم الجهد الحالة الصلبة ووحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة) لضبط الجهد أو طاقة ACحمل. بشكل عام ، فإن وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة تدمج المحول المتزامن ، دائرة خرج الطاقةو مرحلة التحولالدائرة ، دائرة الكشف ، ويمكن أن تكون مرتبطة مباشرة إلى الحمل للسيطرة عليها. تستخدم وحدات منظم الجهد الصلب على نطاق واسع في مختلف المجالات ، مثل البحث العلمي والتجربة والكشف والعزل الحراري والبداية الناعمة.

وحدة تحويل طور الحالة الصلبة (أو وحدة تحويل طور الحالة الصلبة) هي نوع من وحدة تنظيم الجهد ، لكن يمكنها فقط إخراج إشارة تحول الطور ولا يمكن توصيلها مباشرة بالتحميل. بشكل عام ، يتطلب الأمر مجموعة من مرحلات الحالة الصلبة (أو دوائر ثايرستور الطاقة) ومحول متزامن لتحقيق وظيفة تنظيم الجهد.

وفقًا للمرحلة ، يمكن تقسيم وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة إلى: وحدات تنظيم جهد الحالة الصلبة أحادية الطور ، وحدات تنظيم جهد الحالة الصلبة ثلاثية الطور.

وفقًا لما إذا كانت الحلقة مغلقة ، يمكن تقسيم وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة إلى نوع حلقة مغلقة ونوع حلقة مفتوحة (نوع حلقة مغلقة)

وفقًا لما إذا كانت الأجزاء الحالية القوية والأجزاء الحالية الضعيفة معزولة ، يمكن تقسيم وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة إلى نوع عزل كامل ونوع عزل غير كامل.

وفقًا لعدد الأحمال الخاضعة للرقابة (القنوات) ، يمكن تقسيم وحدة تحول الطور في الحالة الصلبة إلى: وحدة تحويل طور الحالة الصلبة أحادية القناة (أو وحدة طور التحول الطور في الحالة الصلبة) ، ووحدة القناة الصلبة ثنائية القناة وحدة تحويل مرحلة الحالة ، وحدة تحويل مرحلة الحالة الصلبة الثلاثة (أو وحدة تحويل مرحلة الحالة الصلبة الثلاثة).

وفقًا لجهاز إخراج الطاقة الخارجي ، يمكن تقسيم وحدة تحويل الطور في الحالة الصلبة إلى: وحدات تحويل طور نوع مرحل الحالة الصلبة الخارجية ، ووحدات تحويل طور نوع دائرة الثايرستور الخارجية.

1.2 وحدة تصحيح الحالة الصلبة

تستخدم وحدة تصحيح الحالة الصلبة (أو وحدة مقوم الحالة الصلبة) مكونات الطاقة (مثل الثنائيات السلطة ، الثايرستور السلطة ، جسور المعدل) لتصحيح التيار المتردد (AC) في التيار النبضي المباشر (النابض العاصمة) أو التيار المتردد المعدل ، اتجاهه ( الإيجابية والسلبية) لا يتغير ، لكن الحجم يتغير مع الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ثنائيات الحالة الصلبة وسيليكون المعدل هي أجهزة لا يمكن السيطرة عليها ، ومعدل التحكم في أشباه الموصلات والثايرستور أحادي الاتجاه هما جهازان يمكن التحكم فيهما. تستخدم وحدات تصحيح الحالة الصلبة على نطاق واسع في مختلف المجالات ، مثل العاصمة مزود الطاقة  من الأدوات ، وإمدادات الطاقة تصحيح المدخلات من العاكس PWM ، وإمدادات الطاقة الإثارة من العاصمة المحرك ، ونظام تصحيح المدخلات من التبديل إمدادات الطاقة ، ونظام الشحن بداية مكثف لينة ، محرك كهربائي والتيار الإضافي ، وآلة لحام العاكس ، و العاصمة السلطة نظام الشحن.

وفقًا للمرحلة ، يمكن تقسيم مرحلات مقوم الحالة الصلبة إلى: مرحلات مقوم الحالة الصلبة أحادية الطور ، مرحلات مقوم الحالة الصلبة ثلاثية الطور.

وفقًا للمرحلة ، يمكن تقسيم مقومات جسر الحالة الصلبة إلى: مقومات جسر الحالة الصلبة أحادية الطور ، مقومات جسر الحالة الصلبة ثلاثية الطور.

وفقًا لكمية السيليكون المعدل (أو الصمام الثنائي) ، يمكن تقسيم وحدات مقوم الحالة الصلبة إلى: وحدات مقوم نصف الموجة ووحدات مقوم الموجة الكاملة (وحدات مقوم نصف الجسر) ووحدات مقوم الجسر الكامل. تحتوي وحدة مقوم الموجة نصف على مقوم واحد فقط من السيليكون (أو ديود) ، ووحدة مقوم الموجة الكاملة (وحدة مقوم بنصف الجسر) تحتوي على اثنين من مقوم السيليكون (أو الثنائيات) ، ووحدة المقوم كاملة الجسر بها أربعة مقوم من السيليكون ( أو الثنائيات). وحدات مقوم الموجة الكاملة لها وظيفة مماثلة لوحدات مقوم الجسر الكامل ، لكن تكلفة نوع الجسر الكامل أعلى من نوع الموجة الكاملة ، والمتطلبات على المحول أقل من نوع الموجة الكاملة .

وفقًا لما إذا كانت الأجزاء الحالية القوية والأجزاء الحالية الضعيفة معزولة ، يمكن تقسيم وحدات مقوم الحالة الصلبة إلى معزولة تمامًا وغير معزولة تمامًا.

وفقًا لتكوين الثنائيات والثايرستور ، يمكن تقسيم وحدات مقوم الحالة الصلبة إلى وحدات مقوم غير متحكم فيها ، ووحدات مقوم مقومة بالكامل ، ووحدات مقوم نصف مسيطر عليها. مكونات الإخراج من وحدة المعدل غير المنضبط تتكون بالكامل من الثنائيات المعدل. تتكون مكونات الخرج لوحدة المعدل التي يتم التحكم فيها بالكامل من الثايرستور. تتكون مكونات الإخراج نصف تصحيح التي تسيطر عليها من الصمام الثنائي والثايرستور.

2. كيف تعمل وحدة الطاقة

2.1 مبدأ العمل من وحدة تنظيم الجهد الحالة الصلبة

خذ سلسلة MGR-DT الخاصة بناوحدة تنظيم الجهد أحادي الطور كمثال. تتكون سلسلة MGR-DT من محول متزامن ، ودائرة الكشف عن الطور ، ودائرة تحريك تحول الطور ، ودائرة خرج الثايرستور. يقبل MGR-DT وضعين للتحكم (التحكم التلقائي والتحكم اليدوي) ، وأربع إشارات تحكم (0-5VDC ، 0-10VDC ، 1-5VDC ، 4-20mA). الوضع التلقائي ، وهذا هو ، إشارة التحكميتم تطبيقها على منظم الجهد الحالة الصلبة عن طريق PLC أو نظام الكمبيوتر. وضع التحكم اليدوي ، أي ، يتم إنشاء إشارة التحكم 0-5VDC عن طريق التحكم في الجهد يدويًا تحت 5VDC إمدادات الطاقة الداخلية.

الأسلاك من سلسلة MGR-DT:
المنافذ 1 و 2 هي منافذ خرج الطاقة من وحدة منظم الجهد الحالة الصلبة. يمكن توصيل مورد التحميل والطاقة مباشرة بمنفذ الإخراج لوحدة منظم الجهد. لأن الجهد والتيار الحمل الاستقرائيغير متزامن ، وسيتم شحنه وتفريغه أثناء التشغيل وإيقاف الطاقة ، سنستخدم حمولة مقاومة خالصة لوصف عملية العمل بشكل افتراضي.

يتم توصيل المنافذ 3 و 4 بالمحول المتزامن المدمج لوحدة تنظيم الجهد في الحالة الصلبة. يتمثل دور المحول المتزامن في تزويد الثايرستور في الوحدة بإشارة متزامنة مع فولطية التيار المتردد في مزود الطاقة لضمان إمكانية ضبط جهد الحمل بدقة دون التسبب في تأخير الإخراج وأخطاء الجهد. CON1 و CON2 هي منافذ الإدخال لإشارة التحكم التلقائي. + 5V هي الطاقة المولدة داخل وحدة منظم الجهد في الحالة الصلبة ، والتي تُستخدم لتزويد مقياس الجهد وتوصيله بالجانب المحتمل العالي لمقياس الجهد ؛ COM هو المحطة المشتركةسيتم تأريض منفذ COM إذا تم اختيار وضع التحكم التلقائي ، وسيتم توصيله بالجانب المحتمل المنخفض لمقياس الجهد إذا تم اختيار وضع التحكم اليدوي.

عملية عمل سلسلة MGR-DT:
قبل توضيح مبدأ العمل لوحدة منظم الجهد ، نحتاج إلى معرفة أن جهد التيار المتردد (AC) يتناوب بشكل دوري من 0 إلى الذروة. وليس الجهد الفوري هو الذي يعمل على الحمل ، ولكن الجهد المتردد الفعال الذي يعادل الديناميكي الحراري لتيار DC. من خلال تغيير الوقت الذي يعمل فيه جهد التيار المتردد في دورة ما ، يمكن تغيير قيمة الجهد الفعال. نستخدم عادة الثايرستور لتنظيم الجهد ، لأنه عنصر يمكن السيطرة عليه ، ويمكن ضبط قدرته على التوصيل عن طريق ضبط الإشارة المطبقة على قطب التحكم (البوابة). يمكن تمثيل هذه القدرة بزاوية التوصيل α على منحنى جهد التيار المتردد. بالإضافة إلى ذلك ، هناك كمية مقابلة لـ α تسمى زاوية التحكم θ ،

نختار CON0-5VDC كإشارة تحكم ، ويزداد جهد التحكم من 0 إلى 5VDC. نظرًا لأن جهد بدء التشغيل (جهد التشغيل) الخاص بالثورات أحادية الاتجاه (SCR) هو 0.8VDC ، إذا كان الجهد أقل من 0.8VDC ، يتم إيقاف تشغيل الثايرستور ، وهذا يعني أن وحدة تنظيم جهد الحالة الصلبة لا تعمل. عندما يصل الجهد إلى 0.8VDC ، على الرغم من أن الترانزستور يبدأ العمل ، فإن زاوية التوصيل α تبلغ 180 درجة ، وبالتالي فإن وحدة منظم الجهد لا تخرج أي طاقة في هذا الوقت. عندما يتم ضبط الجهد من 0.8 إلى 5VDC ، يتم ضبط زاوية التوصيل α بسلاسة من 180 درجة إلى 0 درجة. في هذا الوقت ، يتم ضبط القيمة الفعالة لجهد الخرج من 0 إلى الحد الأقصى لقيمة شبكة الطاقة. ولكن الجهد تشبع الثايرستور هو 4.6VDC ، لذلك إذا كان الجهد يصل إلى 4.6VDC ،

2.2 مبدأ العمل لوحدة تصحيح الحالة الصلبة

خذ سلسلة MHFمرحلة واحدة السيطرة الكاملة على وحدة المعدل كمثال. تحتوي وحدة مقوم سلسلة MHF على 4 ثايرستور أحادي الاتجاه (SCR) و VT1 و VT2 و VT3 و VT4. ويشكل VT1 و VT4 زوجًا من ذراع الجسر ، ويشكل VT2 و VT3 زوجًا آخر من ذراع الجسر. تشكل أزواج من أذرع الجسر مقوم الجسر الكامل. عندما يكون جهد الدخل U في نصف دورة موجب ، يكون الاتجاه الحالي هو VT1-R-VT4 ؛ عندما يكون جهد الدخل U في نصف دورة سالبة ، يكون الاتجاه الحالي هو VT2-R-VT3.

بالإضافة إلى وظيفة التصحيح ، يمكننا تطبيق إشارة تحكم على قطب التحكم (بوابة) الثايرستور أحادي الاتجاه. من خلال ضبط زاوية التوصيل α من الثايرستور ، يمكن تغيير شكل موجة الخرج وقيمة الجهد الناتج ، وهو ما يشبه عملية التحول الطوري لوحدة تنظيم الجهد.

3. كيفية اختيار وحدة الطاقة

3.1 منظم الجهد

3.1.1
نوع الجهد القياسي أحادي الطور : سلسلة MGR-R
نوع الجهد الصناعي: MGR-HVR series
نوع إشارة الجهد التناظري / المستمر: MGR-1VD series
نوع الجهد / الإشارة الرقمية: سلسلة MGR_DV
نوع المحولات الخارجية: MGR-EUV series

3.1.2
وظيفة المرحلة الأساسية الثلاثة : سلسلة MGR-SCR3_LA
وظائف متعددة: سلسلة MGR-SCR_LAH

3.2 وحدة منظم الجهد

3.2.1
حلقة مغلقة أحادية الطور ردود الفعل: MGR-DT series
عزل كامل: سلسلة MGR-DTYF

3.2.2 ثلاث مراحل
عزل كامل: سلسلة MGR-STY

3.3 المرحلة التحول وحدة

3.3.1 لمرحلة تتابع الحالة الصلبة
: سلسلة SSR-JK
المرحلة الثالثة: سلسلة SSR-3JK

3.3.2 للقوة
أحادية الطور / قناة أحادية الدارة الثايرستور : SCR-JKK ، سلسلة TRAIC-JKK
قناة مزدوجة: سلسلة SCR-JKK ^ 2
ثلاث قنوات / ثلاث مراحل: سلسلة SX-JK

3.4 مقوم الحالة الصلبة التقوية

مرحلة واحدة: سلسلة MGR-ZK
المرحلة الثالثة: سلسلة MGR-3ZK

3.5 الحالة الصلبة جسر المعدل

مرحلة واحدة: KBPC ، سلسلة QL
ثلاث مراحل: سلسلة SQL

3.6 وحدة مقوم الحالة الصلبة

3.6.1 وحدة لحام آلة المعدل
MT ، MF ، سلسلة MD: MT ، MF ، MD

3.6.2 الحالة الصلبة الثايرستور / ديود المعدل وحدة
الحالة الصلبة الثايرستور المعدل وحدة: MTC ، MTA ، MTK ، سلسلة MTX
الحالة الصلبة ديود المعدل الوحدة النمطية: MDC ، MDA ، MDK ، MDX سلسلة
وحدة المعدل الهجين الحالة الصلبة: سلسلة MFC ، MFA ، MFK ، MFX

3.6.3 وحدة تصحيح الجسر بالكامل ذات المرحلة
الواحدة المعزولة بالكامل ، سلسلة MGR-DQZ : MGR-DQZ

3.6.4 مرحلة واحدة / ثلاثة المرحلة جسر المعدل وحدة
مرحلة واحدة: سلسلة MDQ
المرحلة الثالثة: سلسلة MDS

3.6.5 وحدة مقوم الجسر التي يتم التحكم فيها بالكامل / التي يتم التحكم فيها بالكامل ،
مرحلة واحدة: سلسلة MFQ ، MTF ، MHF
ثلاث مراحل: MTQ ، MFS ، سلسلة