विरल आव्यूह परिवर्त्तक

स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर एक एसी/एसी कन्वर्टर है जो घटकों की कम संख्या, एक कम-जटिलता मॉडुलन योजना और कम प्राप्ति प्रयास प्रदान करता है।   प्रोफेसर जोहान डब्ल्यू कोलार द्वारा 2001 में खोजा गया , विरल मैट्रिक्स कन्वर्टर्स पारंपरिक मैट्रिक्स कनवर्टर की बहु चरण रूपांतरण प्रक्रिया से बचते हैं, औद्योगिक संचालन में सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार करते हैं। इसका प्रमुख अनुप्रयोग अत्यधिक कॉम्पैक्ट एकीकृत एसी ड्राइव में है।

विशेषताएं

 * क्वैसी-डायरेक्ट एसी-एसी रूपांतरण बिना डीसी लिंक ऊर्जा भंडारण तत्वों के
 * मेन वोल्टेज के साथ फेज में साइनसॉइडल इनपुट करंट
 * जीरो डीसी लिंक करंट कम्यूटेशन स्कीम जिसके परिणामस्वरूप कम मॉडुलन जटिलता और बहुत उच्च विश्वसनीयता है
 * पावर सर्किट / पावर मॉड्यूल की कम जटिलता उपलब्ध है
 * अल्ट्रा-स्पर्स मैट्रिक्स कन्वर्टर, बहुत कम प्राप्ति प्रयास दिखाता है, यदि यूनिडायरेक्शनल पावर फ्लो को स्वीकार किया जा सकता है (30 ° इनपुट करंट फंडामेंटल और इनपुट वोल्टेज का स्वीकार्य विस्थापन, साथ ही आउटपुट वोल्टेज फंडामेंटल और आउटपुट करंट के लिए), तदनुसार, एक संभावित अनुप्रयोग क्षेत्र कम गतिकी की परिवर्तनशील गति PSM ड्राइव होगा।

मैट्रिक्स कन्वर्टर
मैट्रिक्स कनवर्टर एक उपकरण है जो एसी इनपुट आपूर्ति को आवश्यक परिवर्तनीय एसी आपूर्ति को बिना किसी मध्यवर्ती रूपांतरण प्रक्रिया के आउटपुट के रूप में परिवर्तित करता है जबकि इन्वर्टर के मामले में जो एसी - डीसी - एसी को परिवर्तित करता है जो डायोड रेक्टीफायर, फिल्टर, चार्ज-अप सर्किट के रूप में अधिक अतिरिक्त घटक लेता है। लेकिन मैट्रिक्स कन्वर्टर्स के मामले में उनकी जरूरत नहीं है।

विरल मैट्रिक्स कनवर्टर
विरल मैट्रिक्स कन्वर्टर टोपोलॉजी के लक्षण 15 ट्रांजिस्टर, 18 डायोड और 7 पृथक चालक क्षमता हैं। प्रत्यक्ष मैट्रिक्स कनवर्टर की तुलना में यह टोपोलॉजी समान कार्यक्षमता प्रदान करती है, लेकिन बिजली स्विच की कम संख्या और एक बेहतर शून्य डीसी-लिंक वर्तमान कम्यूटेशन योजना को नियोजित करने का विकल्प, जो कम नियंत्रण जटिलता और उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता प्रदान करता है।

बहुत विरल मैट्रिक्स कनवर्टर
बहुत विरल मैट्रिक्स कन्वर्टर टोपोलॉजी के लक्षण 12 ट्रांजिस्टर, 30 डायोड और 10 पृथक चालक क्षमता हैं। डायरेक्ट मैट्रिक्स कन्वर्टर और स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर की तुलना में कार्यक्षमता में कोई सीमाएँ नहीं हैं। विरल मैट्रिक्स कनवर्टर की तुलना में कम ट्रांजिस्टर होते हैं लेकिन चालन पथों में डायोड की बढ़ती संख्या के कारण उच्च चालन हानि होती है।

अल्ट्रा स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर
अल्ट्रा स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर टोपोलॉजी के लक्षण 9 ट्रांजिस्टर, 18 डायोड और 7 पृथक चालक क्षमता हैं। स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर की तुलना में इस कन्वर्टर टोपोलॉजी की महत्वपूर्ण सीमा इनपुट वोल्टेज और इनपुट करंट के बीच इसके अधिकतम चरण विस्थापन का प्रतिबंध है जो ± 30° तक सीमित है।

मल्टी-स्टेप कम्यूटेशन
यह एक कम्यूटेशन स्कीम है, जिसे चित्र 4 में दर्शाया गया है। रेक्टिफायर इनपुट स्टेज की दी गई स्विचिंग स्थिति के लिए, इन्वर्टर आउटपुट स्टेज का कम्यूटेशन एक पारंपरिक वोल्टेज डीसी-लिंक कनवर्टर के कम्यूटेशन के समान तरीके से किया जाना है। स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर के कम्यूटिंग ब्रिज लेग्स की मूल संरचना चित्र 4 (ए) में दिखाई गई है। सकारात्मक डीसी-लिंक वोल्टेज बस पी के इनपुट ए से इनपुट बी के कनेक्शन को बदलने के लिए स्विच अनुक्रम चित्र 4 (बी) और छवि 4 (सी) में दिखाया गया है। अंजीर में 4 (बी) धारणा यूएबी> 0 के साथ वर्तमान-स्वतंत्र कम्यूटेशन है। छवि 4 (सी) में धारणा आई> 0 के साथ वोल्टेज-स्वतंत्र कम्यूटेशन है।

डीसी-लिंक वोल्टेज के शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए ब्रिज लेग के पावर ट्रांजिस्टर के टर्न-ऑफ और टर्न-ऑन के बीच एक डेड टाइम लागू किया जाना है। दिए गए इन्वर्टर स्विचिंग स्टेट के लिए स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर रेक्टिफायर इनपुट स्टेज की स्विचिंग स्थिति को बदलने के लिए, किसी को यह सुनिश्चित करना होगा कि किसी भी दो इनपुट लाइनों के बीच कोई द्विदिश संबंध नहीं है। यह गारंटी देता है कि इनपुट लाइन-टू-लाइन वोल्टेज का कोई शॉर्ट सर्किटिंग नहीं हो सकता है। इसके अतिरिक्त एक वर्तमान पथ लगातार प्रदान किया जाना चाहिए। इसलिए मल्टीस्टेप कम्यूटेशन स्कीम, वोल्टेज इंडिपेंडेंट और करंट इंडिपेंडेंट कम्यूटेशन का उपयोग करते हुए पारंपरिक डायरेक्ट मैट्रिक्स कन्वर्टर के लिए जाना जाता है , नियोजित किया जा सकता है।

जीरो डीसी लिंक करंट कम्यूटेशन
पहले बताए गए मल्टीस्टेप कम्यूटेशन की कमी इसकी जटिलता है। स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर जैसे अप्रत्यक्ष मैट्रिक्स कन्वर्टर्स एक हद तक नियंत्रण स्वतंत्रता प्रदान करते हैं जो पारंपरिक डायरेक्ट मैट्रिक्स कन्वर्टर के लिए उपलब्ध नहीं है। इसका उपयोग जटिल रूपांतरण समस्या को सरल बनाने के लिए किया जा सकता है। यह प्रस्तावित किया गया है इन्वर्टर चरण को फ्री-व्हीलिंग अवस्था में बदलने के लिए, और फिर शून्य डीसी-लिंक करंट के साथ रेक्टिफायर चरण को बदलने के लिए। यह चित्र 5 में दिखाया गया है।

चित्र 5(ए) स्पार्स मैट्रिक्स कन्वर्टर के एक ब्रिज लेग में पावर ट्रांजिस्टर के नियंत्रण को दर्शाता है। अंजीर। 5 (बी) स्विचिंग राज्य अनुक्रम दिखाता है जहां s0; s7 = 1 इन्वर्टर चरण के फ्री-व्हीलिंग ऑपरेशन को इंगित करता है। इसके अलावा, डीसी-लिंक वर्तमान i दिखाया गया है।

जीरो डीसी लिंक करेंट कम्यूटेशन स्कीम कटौती का अतिरिक्त लाभ देती है switching loss इनपुट चरण की। एक को केवल यह सुनिश्चित करना है कि पुल के आधे हिस्से में पावर ट्रांजिस्टर के टर्न-ऑन अंतराल का कोई ओवरलैपिंग न हो, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप इनपुट लाइन-टू-लाइन वोल्टेज का शॉर्ट सर्किट होगा।

चित्र 6 एक स्विचिंग अवधि के भीतर डीसी-लिंक वोल्टेज यू और डीसी-लिंक वर्तमान i के गठन को दर्शाता है इसके अलावा, यह एक उदाहरण के रूप में दिखाता है कि रेक्टीफायर और इन्वर्टर चरण के स्विचिंग फ़ंक्शन $$\phi_1$$ अंतराल में $$(0...\pi/6)$$और $$\phi_2$$ अंतराल में $$(0 . . . \pi/6)$$. इनपुट स्टेज स्विचिंग जीरो डीसी-लिंक करंट पर होती है। डीसी-लिंक करंट का एक स्थिर औसत मूल्य होता है $$\bar{i}$$ अंदर $$\tau_{ac}$$ और $$\tau_{ab}$$. स्विचिंग स्टेट फ़ंक्शंस इस रूप में दिए गए हैं $$s_A, s_B$$, और $$s_C$$. की स्विचिंग फ्रीक्वेंसी रिपल $$u_{ac}, u_{ab} , i_A$$ और $$i_C$$ उपेक्षित है।