Definition. Kraftelektronik. - kanske viktigast. - mest bekant. Elektronik som används för att omvandla elektrisk effekt Effektområde: MW

Transkript

1 PowrPont stoppad atomatsk hämtnng av dn här xtrna bldn för att skydda dn ntgrtt. Om d vll hämta och vsa dn här bldn klckar d på Altrnatv mddlandfältt och sdan på Aktvra xtrnt nnhåll. PowrPont stoppad atomatsk hämtnng av dn här xtrna bldn för att skydda dn ntgrtt. Om d vll hämta och vsa dn här bldn klckar d på Altrnatv mddlandfältt och sdan på Aktvra xtrnt nnhåll. Dfnton omaton ng and Ato l Engnr Indstral Elctrca Kraftlktronk Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Elktronk som används för att omvandla lktrsk ffkt Effktområd: MW Typskt används halvldar som swtch 1 2 Exmpl 1 : Kamra md blxt mst bkant Exmpl 2 : Elmotordrft kansk vktgast omaton Indstral Elctrcal Engnrng and Ato Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Hssar Rlltrappor Fläktar Uppgft 3 Pmpar Kranar El(hybrd)blar Tåg Trckar 3 4

2 Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Exmpl 3 : HVDC största prodktn MW Sjökabl Svrg tll Gotland, Fnland, Danmark, Tyskland Japan: Hokkado tll Honsh / 600 MW ng and Ato omaton Indstral Elctrcal Engnr Exmpl 4 : Frkvnsomvandlng Japan öst/väst 50/60 Hz 600 MW 5 6 Varför swtcha? Klassr och vrknngsgrad Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Förlstffkt krävr spännng och ström Konvntonlla kraftlktronska ffktomvandlar har låg vrknngsgrad transstorrna arbtar lnjära områdt, typ 2560 %. Om transstorrna arbtar strypta (=0) llr bottnad (=0) mnskar förlstrna. Vrknngsgrad >95 %. Indstral Elctrcal Engnrng and Ato omaton A BochAB 20 25% 60 % 7 8

3 omaton Indstral Elctrcal Engnrng and Ato Class D Ado Amplfrs l Engnrng and Ato omaton al Elctrca Indstr Strömvntlr Gat TrnOff Tyrstor Bpolar Transstor FldEffct Transstor Inslatd Gat Bpolar Transstor Dod Tyrstor Tänd och Exmpl på tänd och släckbara släckbar vntl vntlr 9 10 Dodn Tyrstorn Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Anod Katod Spärrtllstånd Backrktnng Ldtllstånd d Framrktnng 11 Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Anod Styr Ldtllstånd Ld Katod Tändnng Släck Tänd Spärrtllstånd Blocktllstånd Spärr Block Backrktnng Framrktnng Som dod där tändnng fördröjs Tänds framspänd md styrspännng 12

4 ng and Ato omaton l Engnr al Elctrca Indstr C IGBT C Bottnad Kollktor GE3 Ökand Gat GE GE2 CE GE1 GE Strypt Emttr Symbol Spännngsstyrd som FET I övrgt som bpolär transstor 13 Effktgräns CE Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton UD * 0 d Rktanglvåg s LR L, s LR L, 0 tp T Prodsk md prodtd T UD ndr tdn tp, noll övrgt Mdlvärd=*=(tp/T) UD Lka myckt yta övr som ndr * 14 d Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton PWM Pls Wdth Modlaton Plsbrddsmodlrng Modlrand tranglvåg tr Önskat mdlvärd rf swtch:=rf>tr mdl=rf omaton Indstral Elctrcal Engnrng and Ato Klassfcrng 15 16

5 Exmpl UPS Unntrrptabl Powr Spply Kvadrantr ng and Ato omaton l Engnr al Elctrca Indstr nät Nät Lkrktnng Battr Växlrktnng last Last t.x. dator Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton 1kvadrant a 2kvadrant a 2kvadrant a 4kvadrant a Lkspännngs omvandlng 2 Lkspännngs omvandlng 1 Kraftlktronsk Lkströmsmotor: to varvtal~spännng omvandlar momnt~ström Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton 1kvadrant ndspännngsomvandlar Omvandlar från högr tll lägr spännng Bara postv ström d L, R Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Styrnng av 1kv. Ndsp.omv. d L, R Effktrktnng 19 20

6 1kvadrant ppspännngsomvandlar p Styrnng av 1kv. Uppsp.omv Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Omvandlar från lägr tll högr spännng Bara ngatv ström omaton ng and Ato l Engnr al Elctrca Indstr d L, R Effktrktnng kvadrant lkspännngsomvandlar Styrnng av 2kv. LSomv. Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton Båda ffktrktnngarna >0, båd postv och ngatv Ekvvalnt swtch: d s L, R d s L, R omaton ng and Ato l Engnr al Elctrca Indstr d LR L, Här är rf vd mdl =

7 Sns md 2kvadrant LSomv. 150 V 0 sa va sa och va mdl samma krvform 150 V 25 4kvadrant LSomvandlar Alla kombnatonr av och I d /2 0 sa /2 L, R va vb 26 sb Indstral Elctrcal Engnr ng and Ato omaton Indstr al Elctrca l Engnr ng and Ato omaton Styrnng av 4kv. LSomv: DC v a *=*/2 v b *=*/2 Exmpl: c=300 *=100 Imdl=0 27 Styrnng av 4kv. LSomv: Sns 28 Indstral Elctrca l Engnr ng and Ato omaton Indstral Elctrcal Engnrng and Atomaton

8 Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton 3fas spännngsstyv omvandlar /2 /2 0 d sa va sb vb sc vc ab bc ca a V0=(vavbvc)/3 V0 noll vd snsmatnng, mn j 29 här b vo c ng and Ato Indstral Elctrca l Engnr Styrnng av 3fas omvandlar S t börvärdn omaton Symmtrra v * a = a * z v * * b = b z vc * = c * z max mn z = fas tspännng som vktor : I 3fas tspännng som vktor : II Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton 2 2 π 4π j j 3 3 s = sα jsβ = sa sb sc = 3 Symmtr antas 3 1 = = sa j ( sb sc ) s a sb sc = p(t) = a a b b c c = α α β β l Engnrng and Ato omaton al Elctrca Indstr d /2 0 sa /2 (100) r ( (110) r ( (010) r ( ) (011) r ( ) (001) r (101) r ) (000) r ) (111) r ) va sb vb sc vc ab bc ca Md annan konstant fås α = a 31 vo 32 a b c

9 Indstral Elctrca l Engnrng and Ato omaton /2 /2 0 d sa 3fas tspännng som vktor : III a va sb vb sc vc ab bc ca b vo c (010) r r r (000) (011) (011) (000) (111) r (110) r (110) r (001) r (101) (001) 33 (100) r (100) (101) ng and Ato omaton l Engnr al Elctrca Indstr En vktor En vsar (ng. phasor) Komplx spännng/ström Total vrkan av En spännng llr spännng, ström, ström flöd tr fasr Godtycklg krvform Sns ndrförstått Pkar t n rktnng Fas rlatvt t rfrns Kan röra sg Står stll komplxa komplxa talplant talplant ωt Trfasg sns ωt a(t)=projkton () spännng a(t)=projkton () på Raxln av avsar på 34 (raldln) n vsar Sammanfattnng ng and Ato omaton l Engnr al Elctrca Indstr Swtchnng gr låga förlstr PWM=Mdlvärd ndr prod styrs PWM md modlrand (trangl)våg g U/Ikvadrantr motsvarar varvtal/momnt 1Q Nd/ppspännngsomvandlar dl 2Q och 4Q LSomvandlar Trfas VSomvandlar Vktorr för spännng, ström och flöd 35