ماژول برق چیست؟

ماژول پاور یا ماژول حالت جامد چیست؟

مقدمه:

به طور کلی ، ماژول پاور به دستگاهی گفته می شود که عمدتا از اجزای توان تشکیل شده است(مانند SCR، TRIAC، ماسفت، IGBT) بطور واضح ، ماژول های برق برای تمایز با رله های حالت جامد به ماژول های حالت جامد مراجعه می کنند. عملکرد اصلی رله حالت جامد سوئیچ الکترونیکی و ماژول حالت جامد استبرای تنظیم توان بار و تنظیم ولتاژ استفاده می شود.
از طریق این مقاله خواهید آموخت که ماژول های برق چیست؟ ساختار ماژول پاور چیست؟ انواع ماژول پاور چیست؟ ماژول برق چگونه کار می کند؟ چگونه ماژول پاور را انتخاب کنیم؟

می توانید به سرعت در فصل های مورد علاقه خود از طریق فهرست زیر ، و Quick Navigator در سمت راست مرورگر حرکت کنید.

فهرست

1. ماژول پاور چیست؟

2. نحوه کار ماژول پاور

3. نحوه انتخاب ماژول پاور

1. ماژول پاور چیست؟

ماژول پاور (PM) نیز به ماژول توان الکترونیکی یا ماژول توان حالت جامد گفته می شود ، این ماژول است که اجزای الکترونیکی برق را محصور می کندترکیب به یک ساختار حالت جامد با توجه به عملکردی خاص. از طریق مدار داخلی یکپارچه (IC)، ماژول برق می تواند قدرت را تولید کند و توان را تنظیم کنداز بار. طبق توابع اصلی ، ماژول های حالت جامد را به ماژول های تنظیم ولتاژ حالت جامد و ماژول های اصلاح حالت جامد تقسیم می کنیم.

1.1 ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد

ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد (همچنین به عنوان ماژول تنظیم ولتاژ ولتاژ حالت جامد شناخته می شود ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد و ماژول تنظیم ولتاژ ولتاژ حالت جامد) برای تنظیم ولتاژ یا قدرت ACبار. به طور کلی ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد ترانسفورماتور همزمان ، مدار خروجی قدرت است، تغییر فازمدار ، مدار شناسایی و برای کنترل آن می تواند مستقیماً به بار وصل شود. ماژول های تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد به طور گسترده در زمینه های مختلفی مانند تحقیقات علمی ، آزمایش ، تشخیص ، عایق کاری ، شروع نرم استفاده می شود.

ماژول تغییر حالت فاز جامد (یا ماژول تغییر حالت فاز جامد) نوعی ماژول تنظیم ولتاژ است ، اما تنها می تواند سیگنال تغییر فاز را تولید کند و نمی تواند مستقیماً به بار وصل شود. به طور کلی ، برای دستیابی به عملکرد تنظیم ولتاژ ، به مجموعه ای از رله های حالت جامد (یا مدارهای تریستور برق) و ترانسفورماتور همزمان نیاز دارد.

با توجه به مرحله ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد را می توان به: ماژول های تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد تک فاز ، ماژول های تنظیم کننده ولتاژ حالت فاز سه فاز تقسیم کرد.

با توجه به بسته بودن حلقه ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد را می توان به نوع حلقه بسته و نوع حلقه باز (نوع حلقه بدون قفل) تقسیم کرد

با توجه به اینکه قطعات جریان قوی و قطعات جریان ضعیف جدا شده اند ، ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد را می توان به نوع جداسازی کامل و نوع ایزوله سازی غیر کامل تقسیم کرد.

با توجه به تعداد بارهای کنترل شده (کانالها) ، ماژول تغییر فاز حالت جامد را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: ماژول تغییر فاز حالت تک حالته (یا یک ماژول تغییر فاز حالت تک فاز) ، کانال دوگانه جامد ماژول تغییر حالت فاز ، سه کانال ماژول تغییر حالت فاز جامد (یا سه ماژول تغییر حالت فاز حالت جامد).

با توجه به دستگاه خروجی توان خارجی ، ماژول تغییر حالت فاز حالت جامد را می توان به: ماژولهای تغییر حالت فاز رله حالت جامد خارجی و ماژولهای تغییر فاز نوع مدار تریستور خارجی تقسیم کرد.

1.2 ماژول اصلاح حالت جامد

ماژول تصحیح حالت جامد (یا ماژول یکسو کننده حالت جامد) از اجزای قدرت (مانند دیودهای قدرت ، تریستورهای قدرت ، پلهای یکسو کننده) برای اصلاح جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم پالس (پالس کننده DC) یا جریان متناوب اصلاح شده استفاده می کند ، که جهت آن ( مثبت و منفی) تغییر نمی کند ، اما قدر با گذشت زمان تغییر می کند. علاوه بر این ، دیودهای حالت جامد و یکسو کننده سیلیکون دستگاه های غیر قابل کنترل هستند و یکسو کننده کنترل نیمه هادی و تریستور Unidirectional دستگاه هایی قابل کنترل هستند. ماژول های تصحیح حالت جامد به طور گسترده در زمینه های مختلف مانند DC استفاده می شوند منبع تغذیه  ابزارها ، منبع تغذیه اصلاح شده اینورتر PWM ، منبع تغذیه تحریک موتور DC ، سیستم اصلاح ورودی منبع تغذیه سوئیچینگ ، سیستم شارژ خازن از شروع نرم ، درایو برقی و جریان کمکی ، دستگاه جوش اینورتر سیستم شارژ DC.

با توجه به فاز ، رله های یکسو کننده حالت جامد را می توان به: رله یکسو کننده حالت جامد تک فاز ، رله یکسو کننده حالت جامد سه فاز تقسیم کرد.

با توجه به مرحله ، یکسو کننده های پل حالت جامد را می توان به: یکسو کننده های پل تک حالت جامد ، یکسو کننده های پل حالت جامد سه فاز تقسیم کرد.

با توجه به مقدار سیلیکون یکسو کننده (یا دیود) ، ماژولهای یکسو کننده حالت جامد را می توان به: ماژولهای یکسو کننده نیم موج ، ماژولهای یکسو کننده تمام موج (ماژولهای یکسو کننده نیم پل) و ماژولهای یکسو کننده تمام پل تقسیم کرد. ماژول یکسو کننده نیم موج فقط یک سیلیکون یکسوساز (یا دیود) دارد ، ماژول یکسو کننده تمام موج (ماژول یکسو کننده نیم پل) دارای دو سیلیکون یکسوساز (یا دیود) است و ماژول یکسو کننده تمام پل دارای چهار سیلیکون یکسو کننده ( یا دیودها) ماژول های یکسو کننده تمام موج عملکردی مشابه با ماژول های یکسو کننده تمام پل دارند ، اما هزینه نوع Full-Bridge نسبت به نوع کامل موج بالاتر است و الزامات روی ترانسفورماتور از نوع کامل موج پایین تر است .

با توجه به اینکه آیا قطعات جریان قوی و قطعات جریان ضعیف جدا هستند ، ماژولهای یکسو کننده حالت جامد را می توان به طور کامل جدا شده و غیر کاملاً جدا شده تقسیم کرد.

با توجه به ترکیب دیودها و تریستورها ، ماژولهای یکسو کننده حالت جامد را می توان به ماژولهای یکسو کننده کنترل نشده ، ماژولهای یکسو کننده کاملاً کنترل شده و ماژولهای یکسو کننده نیمه کنترل تقسیم کرد. اجزای خروجی ماژول یکسو کننده کنترل نشده کاملاً از دیودهای یکسو کننده تشکیل شده است. اجزای خروجی ماژول یکسو کننده کاملاً کنترل شده از تریستورها تشکیل شده است. اجزای خروجی تصحیح نیمه کنترل شده از دیود و تریستور تشکیل شده است.

2. نحوه کار ماژول پاور

2.1 اصل کار ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد

سری MGR-DT ما را بگیریدماژول تنظیم ولتاژ تک فاز به عنوان نمونه. سری MGR-DT شامل یک ترانسفورماتور همزمان ، یک مدار تشخیص فاز ، یک مدار ماشه تغییر فاز و یک مدار خروجی تریستور است. MGR-DT دو حالت کنترل (کنترل اتوماتیک و کنترل دستی) و چهار سیگنال کنترل (0-5VDC ، 0-10VDC ، 1-5VDC ، 4-20mA) را می پذیرد. حالت خودکار ، یعنی سیگنال کنترلاعمال شده بر روی تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد توسط PLC یا سیستم رایانه ای تولید می شود. حالت کنترل دستی ، یعنی سیگنال کنترل 0-5VDC با کنترل دستی یک پتانسیلومتر تولید می شود تحت منبع تغذیه داخلی 5VDC.

سیم کشی سری MGR-DT:
پورت های 1 و 2 پورت های خروجی توان ماژول تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد هستند. منبع تغذیه بار و برق می تواند مستقیماً به درگاه خروجی ماژول تنظیم کننده ولتاژ متصل شود. زیرا ولتاژ و جریان بار القاییهماهنگ نیستند ، و در طی کار خاموش و خاموش شارژ و تخلیه می شود ، ما از یک بار مقاومت مقاومت خالص استفاده خواهیم کرد برای توصیف فرایند کار به صورت پیش فرض.

پورت های 3 و 4 به ترانسفورماتور همزمان ساخته شده از ماژول تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد متصل می شوند. نقش ترانسفورماتور همزمان ، تهیه تریستور در ماژول با سیگنال همزمان با ولتاژ AC منبع تغذیه است تا اطمینان حاصل شود که می توان ولتاژ بار را بطور دقیق و بدون ایجاد تاخیر در خروجی و خطاهای ولتاژ تنظیم کرد. CON1 و CON2 درگاه ورودی برای سیگنال کنترل اتوماتیک هستند. + 5V نیرویی است که در داخل ماژول تنظیم کننده ولتاژ حالت جامد ایجاد می شود ، که برای تهیه پتانسیلومتر استفاده می شود و به پتانسیل بالای پتانسیلومتر متصل می شود. COM ترمینال مشترک است، و در صورت انتخاب حالت کنترل اتوماتیک ، درگاه COM به زمین خواهد آمد و در صورت انتخاب حالت کنترل دستی ، به پتانسیل پایین پتانسیومتر وصل می شوید.

روند کار سری MGR-DT:
قبل از توضیح اصول کار ماژول تنظیم کننده ولتاژ ، باید بدانیم که ولتاژ جریان متناوب (AC) بطور دوره ای از 0 تا اوج متناوب می شود. و این ولتاژ فوری نیست که روی بار کار کند ، بلکه ولتاژ AC مؤثر است که از نظر ترمینودینامیکی برابر با ولتاژ DC است. با تغییر زمانی که ولتاژ AC در یک چرخه کار می کند ، می توان مقدار ولتاژ مؤثر آن را تغییر داد. ما به طور معمول از تریستور برای تنظیم ولتاژ استفاده می کنیم ، زیرا این یک جزء قابل کنترل است و با تنظیم سیگنال اعمال شده بر روی الکترود کنترل (دروازه) توانایی هدایت آن قابل تنظیم است. این توانایی را می توان با زاویه انتقال α در منحنی ولتاژ AC نشان داد. علاوه بر این ، یک مقدار مطابق با α وجود دارد که زاویه کنترل θ نام دارد ،

ما CON0-5VDC را به عنوان سیگنال کنترل انتخاب می کنیم و ولتاژ کنترل از 0 به 5VDC افزایش می یابد. از آنجا که ولتاژ شروع (ولتاژ ماشه) تریستورهای یک طرفه (SCR) 0.8VDC است ، اگر ولتاژ کمتر از 0.8VDC باشد ، تریستور خاموش است ، یعنی ماژول تنظیم ولتاژ حالت جامد کار نمی کند. هنگامی که ولتاژ به 0.8VDC می رسد ، اگرچه ترانزیستور شروع به کار می کند ، زاویه رسانای آن α 180 درجه است ، بنابراین ماژول تنظیم کننده ولتاژ در حال حاضر هیچ قدرتی را تولید نمی کند. هنگامی که ولتاژ از 0.8 تا 5VDC تنظیم می شود ، زاویه انتقال α به آرامی از 180 تا 0 درجه تنظیم می شود. در این زمان ، مقدار موثر ولتاژ خروجی از 0 تا حداکثر مقدار شبکه برق تنظیم می شود. اما ولتاژ اشباع تریستور 4.6VDC است ، بنابراین اگر ولتاژ به 4.6VDC برسد ،

2.2 اصل کار ماژول اصلاح حالت جامد

سری MHF را بگیریدتک فاز به طور کامل کنترل ماژول یکسو کننده به عنوان نمونه. ماژول یکسو کننده سری MHF شامل 4 تریستور یک طرفه (SCR) ، VT1 ، VT2 ، VT3 ، VT4 است. و VT1 و VT4 یک جفت بازوی پل را تشکیل می دهند ، و VT2 و VT3 یک جفت بازوی پل را تشکیل می دهند. دو جفت بازوی پل یکسوساز کامل پل را تشکیل می دهد. هنگامی که ولتاژ ورودی U در نیم چرخه مثبت باشد ، جهت فعلی VT1-R-VT4 است. وقتی ولتاژ ورودی U در نیم چرخه منفی باشد ، جهت فعلی VT2-R-VT3 است.

علاوه بر عملکرد اصلاح ، می توانیم یک سیگنال کنترل را نیز به قطب کنترل (دروازه) تریستور یک طرفه اعمال کنیم. با تنظیم زاویه هدایتی α از تریستورها ، می توان شکل موج خروجی و مقدار ولتاژ خروجی آن را تغییر داد ، که مشابه فرآیند تغییر فاز ماژول تنظیم ولتاژ است.

3. نحوه انتخاب ماژول پاور

تنظیم کننده ولتاژ 3.1

3.1.1 پتانسیلومتر تک فاز
نوع استاندارد: سری MGR-R
نوع پتانسیومتر صنعتی: سری MGR-HVR
سیگنال آنالوگ / نوع ولتاژ مداوم: سری MGR-1VD
نوع سیگنال دیجیتال / پالس ولتاژ: سری MGR_DV
نوع ترانسفورماتور خارجی: سری MGR-EUV

3.1.2
عملکرد سه مرحله اصلی: سری MGR-SCR3_LA
عملکرد چندگانه: سری MGR-SCR_LAH

ماژول تنظیم کننده ولتاژ 3.2

3.2.1
بازخورد حلقه بسته فاز : سری MGR-DT
جداسازی کامل: سری MGR-DTYF

3.2.2 سه فاز
با جداسازی کامل: سری MGR-STY

3.3 ماژول تغییر فاز

3.3.1 برای
تک مرحله رله حالت جامد : سری SSR-JK
سه فاز: سری SSR-3JK

3.3.2 برای
تک کانال قدرت Thyristor Circuit / Single Single: SCR-JKK ، سری TRAIC-JKK
Dual Channel: سریال SCR-JKK ^ 2
سه کانال / سه فاز: سری SX-JK

رله یکسو کننده حالت جامد

تک فاز: سری MGR-ZK
سه فاز: سری MGR-3ZK

3.5 اصلاح کننده حالت جامد پل

تک فاز: KBPC ، سری QL
سه فاز: سری SQL

3.6 ماژول یکسو کننده حالت جامد

3.6.1 ماژول یکسو کننده دستگاه جوشکاری
سری MT ، MF ، MD : MT ، MF ، MD

3.6.2 حالت جامد تریستور / دیود یکسو کننده ماژول
حالت جامد تریستور یکسو کننده ماژول: MTC، MTA، MTK، سری MTX
ماژول یکسو کننده دیود حالت جامد: سری MDC ، MDA ، MDK ، MDX
ماژول یکسو کننده حالت جامد حالت جامد: سری MFC ، MFA ، MFK ، MFX

3.6.3 ماژول یکسوساز کاملاً کنترل شده تک مرحله ای با جداسازی کامل
سری MGR-DQZ سری: MGR-DQZ

3.6.4 تک فاز / سه فاز ماژول یکسو کننده پل
تک فاز: سری MDQ
سه فاز: سری MDS

3.6.5
تک فاز ماژول یکسوساز پل کاملاً کنترل / نیمه کنترل : سری MFQ ، MTF ، MHF
سه فاز: MTQ ، MFS ، سری