పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ నుండి ఆటోమోటివ్ పవర్ జనరేషన్ యొక్క అనువర్తనాలు

ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రికల్ సిస్టమ్స్ యొక్క పురోగతి ఎగ్జిబిషన్ యొక్క అసాధారణ స్థాయిలను ఇచ్చే జనరేటర్లపై ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది. భవిష్యత్ ఆల్టర్నేటర్ల యొక్క క్లిష్టమైన లక్షణాలు అధిక శక్తి మరియు నియంత్రణ మందం, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆపరేషన్ మరియు మెరుగైన అస్థిరమైన ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంటాయి. ఆటోమోటివ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తికి పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క అనువర్తనం ఒక కొత్త లోడ్-మ్యాచింగ్ టెక్నిక్, ఇది సాంప్రదాయిక లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్ నుండి గరిష్ట మరియు సగటు విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో నాటకీయ పెరుగుదలను సాధించడానికి సరళమైన స్విచ్-మోడ్ రెక్టిఫైయర్‌ను అందిస్తుంది, దీనికి తోడు గణనీయమైన నవీకరణల అసమర్థత. వాహనం యొక్క శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు, మొత్తం విద్యుత్ నిర్వహణ మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థతో కలిసి, విద్యుత్ వ్యవస్థ రూపకల్పన కోసం కొత్త సవాళ్లను పరిచయం చేస్తాయి. ఈ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలలో శక్తి నిల్వ పరికరాలు, DC / DC కన్వర్టర్లు, ఇన్వర్టర్లు , మరియు డ్రైవ్‌లు. ఆటోమోటివ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ చాలా అనువర్తనాల్లో కనుగొనబడింది వాటిలో కొన్ని క్రింద పేర్కొనబడ్డాయి.

• ఇంధన ఇంజెక్టర్ సోలేనోయిడ్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్లు
• IGBT జ్వలన కాయిల్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్లు
• ఎలక్ట్రిక్ పవర్ స్టీరింగ్ సిస్టమ్స్
• 42 వి పవర్ నెట్
• ఎలక్ట్రిక్ / హైబ్రిడ్ డ్రైవ్ రైళ్లు

ది లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్:

లుండెల్‌ను క్లా-పోల్ ఆల్టర్నేటర్ అని కూడా పిలుస్తారు, దీనిలో రోటర్ ఒక జత స్టాంప్డ్ పోల్ ముక్కలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఒక స్థూపాకార క్షేత్ర వైండింగ్ చుట్టూ భద్రపరచబడుతుంది. కార్లలో ఉపయోగించే విద్యుత్ ఉత్పత్తి పరికరం లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్. ఇది ఎక్కువగా ఉపయోగించే వాణిజ్య ఆటోమోటివ్ ఆల్టర్నేటర్లు. అదనంగా, ఈ ఆల్టర్నేటర్‌తో అంతర్నిర్మిత బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ మరియు వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ యొక్క నియంత్రణ సామర్థ్యం. ఇది గాయం-క్షేత్ర మూడు-దశల సింక్రోనస్ జనరేటర్, ఇది అంతర్గత మూడు-దశల డయోడ్ రెక్టిఫైయర్ మరియు వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ కలిగి ఉంటుంది. రోటర్ ఒక జత స్టాంప్డ్ పోల్ ముక్కలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది స్థూపాకార ఫీల్డ్ వైండింగ్ చుట్టూ సురక్షితం. అయినప్పటికీ, లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్ల సామర్థ్యం మరియు ఉత్పత్తి శక్తి పరిమితం. ఆధునిక వాహనాల్లో విద్యుత్ శక్తి పెరుగుదల అవసరమయ్యే ఉపయోగం కోసం ఇది ఒక పెద్ద లోపం. ఫీల్డ్ వైండింగ్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చేత స్లిప్ రింగులు మరియు కార్బన్ బ్రష్‌ల ద్వారా నడపబడుతుంది. ఫీల్డ్ కరెంట్ ఆల్టర్నేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ కరెంట్ కంటే చాలా చిన్నది. తక్కువ కరెంట్ మరియు సాపేక్షంగా మృదువైన స్లిప్ రింగులు DC జనరేటర్ దాని కమ్యుటేటర్‌తో పొందిన దానికంటే ఎక్కువ విశ్వసనీయత మరియు ఎక్కువ జీవితాన్ని నిర్ధారిస్తాయి మరియు అధిక కరెంట్ దాని బ్రష్‌ల గుండా వెళుతుంది. స్టేటర్ అనేది 3-దశల కాన్ఫిగరేషన్ మరియు ఆల్టర్నేటర్ మెషిన్ నుండి 3-ఫేజ్ వోల్టేజ్ జెనరేటర్‌ను సరిదిద్దడానికి పూర్తి బ్రిడ్జ్ డయోడ్ రెక్టిఫైయర్ సాంప్రదాయకంగా యంత్ర ఉత్పత్తి వద్ద ఉపయోగించబడుతుంది.

పైన చూపిన బొమ్మ సాధారణ లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్ (స్విచ్డ్-మోడ్ రెక్టిఫైయర్) మోడల్. యంత్రం యొక్క ఫీల్డ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ యొక్క ఫీల్డ్ కరెంట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది వర్తిస్తుంది a పల్స్-వెడల్పు ఫీల్డ్ వైండింగ్ అంతటా మాడ్యులేటెడ్ వోల్టేజ్. ఫీల్డ్ వైండింగ్ నిరోధకత మరియు రెగ్యులేటర్ వర్తించే సగటు వోల్టేజ్ ద్వారా సగటు ఫీల్డ్ కరెంట్ నిర్ణయించబడుతుంది. ఫీల్డ్ కరెంట్‌లో మార్పులు సాధారణంగా ఆర్డర్‌లో ఉండే L / R ఫీల్డ్ వైండింగ్ టైమ్ స్థిరాంకంతో సంభవిస్తాయి. ఈ దీర్ఘకాల స్థిరాంకం ఆల్టర్నేటర్ యొక్క అస్థిరమైన పనితీరును ఆధిపత్యం చేస్తుంది. Vsa, Vsb, Vsc, మరియు లీకేజ్ ఇండక్టెన్స్ Ls వంటి సైనూసోయిడల్ 3 ఫేజ్ బ్యాక్-ఎమ్ఎఫ్ వోల్టేజ్‌ల సమితితో ఆర్మేచర్ రూపొందించబడింది. విద్యుత్ పౌన frequency పున్యం the యాంత్రిక వేగం ωm మరియు యంత్ర స్తంభాల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. వెనుక emf వోల్టేజ్‌ల పరిమాణం ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఫీల్డ్ కరెంట్ రెండింటికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

వి = కీ

లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్ పెద్ద స్టేటర్ లీకేజ్ రియాక్టన్స్ కలిగి ఉంది. అధిక ఆల్టర్నేటర్ కరెంట్ వద్ద రియాక్టివ్ చుక్కలను అధిగమించడానికి, సాపేక్షంగా పెద్ద మెషిన్ బ్యాక్ ఎమ్ఎఫ్ మాగ్నిట్యూడ్స్ అవసరం. ఆల్టర్నేటర్‌పై అకస్మాత్తుగా లోడ్ తగ్గడం రియాక్టివ్ చుక్కలను తగ్గిస్తుంది మరియు ఫీల్డ్ కరెంట్ తగ్గించే ముందు ఆల్టర్నేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద బ్యాక్ వోల్టేజ్ యొక్క పెద్ద భాగం కనిపిస్తుంది. ఫలితంగా అస్థిరమైన సంకల్పం జరుగుతుంది. స్విచ్డ్-మోడ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క సరైన నియంత్రణ ద్వారా కొత్త ఆల్టర్నేటర్ సిస్టమ్‌తో ఈ అస్థిర అణచివేతను సులభంగా పొందవచ్చు.

ఒక డయోడ్ వంతెన AC యంత్ర ఉత్పత్తిని బ్యాటరీ మరియు అనుబంధ లోడ్లను సూచించే స్థిరమైన వోల్టేజ్ సోర్స్ Vo గా మారుస్తుంది. ఈ సరళమైన మోడల్ లుండెల్ ఆల్టర్నేటర్ యొక్క అనేక ముఖ్యమైన అంశాలను సంగ్రహిస్తుంది, అయితే క్రమపద్ధతిలో ట్రాక్ట్ చేయదగినది. పున es రూపకల్పన చేయబడిన ఆర్మేచర్‌తో స్విచ్డ్-మోడ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క అనువర్తనం శక్తి మరియు సామర్థ్యానికి మెరుగుదలలను అందిస్తుంది. మెరుగైన పనితీరు కోసం మేము ఈ డయోడ్‌లను MOSFET ల ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు. అదనంగా, MOSFET లకు గేట్ డ్రైవర్లు అవసరం, మరియు గేట్ డ్రైవర్లకు స్థాయి-మార్చబడిన విద్యుత్ సరఫరాతో సహా విద్యుత్ సరఫరా అవసరం. కాబట్టి డయోడ్ వంతెన కోసం పూర్తి క్రియాశీల వంతెనను ప్రత్యామ్నాయం చేసే ఖర్చు గణనీయంగా ఉంటుంది.

ఈ వ్యవస్థలో, మేము బూస్ట్ స్విచ్‌ను కూడా జోడించవచ్చు, ఇది మోస్‌ఫెట్ కావచ్చు, తరువాత డయోడ్ బ్రిడ్జ్ నియంత్రిత స్విచ్‌గా ఉంటుంది. పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్‌లో అధిక పౌన frequency పున్యంలో ఈ స్విచ్ ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయబడింది. సగటు కోణంలో, బూస్ట్ స్విచ్ సెట్ పిడబ్ల్యుఎం డ్యూటీ నిష్పత్తిచే నియంత్రించబడే మలుపుల నిష్పత్తితో డిసి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌గా పనిచేస్తుంది. విధి నిష్పత్తి d ని నియంత్రించడం ద్వారా, PWM చక్రంలో సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉండే రెక్టిఫైయర్ ద్వారా విద్యుత్తును uming హిస్తే, వంతెన యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద సగటు వోల్టేజ్‌ను ఆల్టర్నేటర్ సిస్టమ్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువ విలువకు మార్చవచ్చు.

డయోడ్ రెక్టిఫైయర్కు బదులుగా పిడబ్ల్యుఎం నియంత్రిత రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఉపయోగం తక్కువ వేగంతో అవుట్పుట్ శక్తిని పెంచడానికి ఆపరేషన్ను పెంచడం మరియు అవుట్పుట్ శక్తిని పెంచడానికి యంత్రంలో పవర్ ఫ్యాక్టర్ కరెక్షన్ వంటి కింది ప్రధాన ప్రయోజనాలను అనుమతిస్తుంది.

ఆల్టర్నేటర్ నుండి ఎక్కువ కరెంట్ తీయడం వల్ల విద్యుత్ లోడ్ పెరిగినప్పుడు, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పడిపోతుంది, ఇది రెగ్యులేటర్ ద్వారా కనుగొనబడుతుంది, ఇది ఫీల్డ్ కరెంట్ పెంచడానికి విధి-చక్రాన్ని పెంచుతుంది మరియు అందువల్ల అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. అదేవిధంగా, విద్యుత్ భారం తగ్గినట్లయితే, విధి చక్రం తగ్గుతుంది, తద్వారా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. సైనోసోయిడల్ పిడబ్ల్యుఎం నియంత్రణతో అవుట్పుట్ శక్తిని పెంచడానికి పిడబ్ల్యుఎం పూర్తి-వంతెన రెక్టిఫైయర్ (పిఎఫ్‌బిఆర్) ను ఉపయోగించవచ్చు. PFBR చాలా ఖరీదైన మరియు సంక్లిష్టమైన పరిష్కారం. ఇది అనేక క్రియాశీల స్విచ్‌ల కోసం లెక్కించబడుతుంది మరియు రోటర్ పొజిషన్ సెన్సింగ్ లేదా కాంప్లెక్స్ సెన్స్‌లెస్ అల్గోరిథంలు అవసరం.

అయినప్పటికీ, సింక్రోనస్ రెక్టిఫైయర్ వలె, ఇది ద్వి దిశాత్మక శక్తి ప్రవాహ నియంత్రణను అందిస్తుంది. ద్వి దిశాత్మక శక్తి ప్రవాహం అవసరం లేకపోతే, మేము మూడు సింగిల్-ఫేజ్ BSBR నిర్మాణాల మాదిరిగా ఇతర PWM రెక్టిఫైయర్లను ఉపయోగించవచ్చు. ఇది రెండుసార్లు తక్కువ క్రియాశీల స్విచ్‌లను కలిగి ఉంది మరియు అవన్నీ భూమిని సూచిస్తాయి. యాక్టివ్ స్విచ్‌లను బూస్ట్ స్విచ్డ్-మోడ్ రెక్టిఫైయర్ (బిఎస్‌ఎంఆర్) ఉపయోగించి ఒకదానికి మాత్రమే తగ్గించవచ్చు, ఈ టోపోలాజీతో, రోటర్‌పోజిషన్ సెన్సార్‌ను ఉపయోగించడం అవసరం లేదు, అయితే పవర్ యాంగిల్‌ను నియంత్రించలేము.