விண்ணப்பங்கள்

மாறி அதிர்வெண் தளரவு (VFD) பனியாட்சி மற்றும் கார் பகுதிகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிர்வெண் பொருளின் முக்கிய தொழில்நுட்பம் உயர் அதிர்வெண் பல்ஸ் அகல இணைப்பு (PWM) என்ற தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்துவதாகும். முக்கியமாக இரண்டு-அளவு இன்வர்டர்கள் 4 முதல் 16 kHz அதிர்வெண் தளர்வுகளில் மூன்று அம்ச சீனசோய்டல் அடிப்படை வீதங்களை உருவாக்கும், அவை மோட்டார்களை தளர்வதற்கான வீதங்களை உருவாக்குகின்றன. 400V மற்றும் அதற்கு மேல் விளிம்பு வீதம் போன்றவையில் IGBTs பயன்பாட்டில் முக்கியமாக இருக்கின்றன. விரிவான பெரும்பாலான அளவு பகுதியில் உள்ள SiC MOSFETs தொழில்நுட்பத்தின் மிகவும் நல்ல தளர்வு தன்மை மோட்டார் தளர்வு மேம்பாட்டில் மிகவும் கவுண்டித்தது. ஒரு SiC MOSFET தளர்வு இழப்பை அதன் சமான பொருளான Si IGBTs இற்கு சமமான அளவில் குறைக்க முடியும் அல்லது அதே தொலைஞ்சால் மூன்று மடங்கு அதிர்வெண்ணில் சமமான தொலைஞ்சால் தளர்வு தேர்வை அடைய முடியும். SiC MOSFETs ஒரு தோல் போல் இயங்கும், அது IGBTs இன் PN இணைப்பு வீத தூண்டுதல் இல்லாமல் தளர்வு இழப்பை குறைக்கும், குறிப்பாக மிதமான ஏற்றுக்கொலைகளில். உயர் PWM அதிர்வெண்கள் மற்றும் மோட்டார் தளர்வின் அடிப்படை அதிர்வெண்கள் அடைக்கக்கூடிய அளவுக்கு மேல், மோட்டார் மிக அதிகமான கோல் எண்ணுடன் வடிவமைக்கப்பட முடியும், அதனால் மோட்டார் அளவு குறைக்கப்படும். ஒரு 8-கோல் மோட்டார் ஒரு 2-கோல் மோட்டாரின் அளவை சமமான வெளியீட்டு வீதத்தில் 40% குறைக்கலாம். உயர் அதிர்வெண் தளர்வு உயர் அடர்த்தியான மோட்டார் வடிவமைப்பை அனுமதிக்கிறது. இந்த தோல்விகள் SiC MOSFETs உயர் வேகம், உயர் தொலைஞ்சம் மற்றும் உயர் அடர்த்தியான மோட்டார் தளர்வு பயன்பாடுகளில் மிகவும் தொழில்நுட்பமான தேடலை காட்டுகின்றன. Tesla Model 3 இல் SiC MOSFETs பயன்பாட்டின் வெற்றி சிலிகான் அடிப்படையிலான மோட்டார் தளர்வு காலகட்டத்தை தொடங்கியதைக் குறிக்கிறது. தேவை மிகவும் முக்கியமாக இருக்கிறது என்பதால் SiC MOSFETs கார் தாக்குதல் பயன்பாடுகளில் முக்கியமாக இருக்கும், குறிப்பாக 800V பதிவு வாகனங்களில் மற்றும் பனியாட்சி உயர் அளவில் மேலும் பங்களிக்கும்.

SiC MOSFET கூடுகளின் பயன்பாட்டை முழுமையாக அறிய தொடர்புடைய சிறப்பு (dv/dt) மற்றும் தொடர்புடைய அதிர்வு அளவு (switching frequency) தற்போதைய IGBT-ஆடித்துணை தீர்வுகளில் இருந்து ஒரு அம்சத்திற்கும் அதிகமாக உயர்த்தப்பட வேண்டும். SiC MOSFET கூடுகளின் மிகச் சிறந்த திறன்கள் இருந்தாலும், தற்போதைய மோட்டார் தொழில்நுட்பம் மற்றும் திறன்மை அமைப்பு அவற்றை கட்டுப்படுத்துகிறது. பெரும்பாலான மோட்டார்களில் உயர் கோவை இந்தக்டென்ஸ் (winding inductance) மற்றும் பெரிய பரஸைத் திரளி கூட்டல் (parasitic capacitance) உள்ளது. மோட்டாரை இன்வர்ட்டருடன் இணைக்கும் மூன்று பகுதி கேபில் ஒரு LC வட்டமாக வடிவமைக்கப்படுகிறது, அது கீழே காணப்படுகிறது. இன்வர்ட்டர் வெளியீட்டில் உள்ள உயர் dv/dt வோல்டேஜ் LC வட்டத்தை உறுத்தி, மோட்டார் தேர்தலில் உள்ள வோல்டேஜ் மீது இன்வர்ட்டர் வெளியீட்டு வோல்டேஜில் இரு மடங்கு அதிகமாக வெளிப்படுத்தலாக இருக்கலாம். இது மோட்டார் கோவைகளின் மீது மிகவும் அதிக வோல்டேஜ் அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.

ஓட்டு மாற்றி திரவியமாக மோட்டருக்கு இணைக்கப்பட்டால், கேபிள் வீதி அளிப்பு ஏனிலும் உண்டாகாது. எனினும், கீழே காட்டப்பட்டவாறு சுழல்களுக்கு நேரடியாக உயர்த்தி dv/dt வீதி அளிப்பு தோற்றுக்கிறது, அது சுழல் அழிப்பை வேகமாக்க முடியும். மேலும், உயர்த்திய dv/dt வீதி ஒரு அசைவு மாறியை உருவாக்க முடியும், அது அசைவு அழிப்பு மற்றும் முன்னெடுப்பு தோல்வியை உண்டாக்க முடியும்.

EMI ஐ விட்டுச் செல்லும் மற்றொரு கூடுதல் பிரச்னையும் உண்டு. உயர்த்திய dv/dt மற்றும் di/dt மேலும் உயர்த்திய மாக்னெட்டிக் இளைக்கூட்டு வெளிப்பாட்டை உருவாக்க முடியும். IGBT மற்றும் SiC அடிப்படையிலான தீர்வுகளுக்கும் அனைத்து ரூபங்களுக்கும் இந்த பாதிப்புகளை எண்ணிக்கொள்ள வேண்டும்.

இந்த சிக்கல்களை மெதுவடக்கும் முறைகள் வெவ்வேறு தொழில்நுட்ப தொகுப்புகளை உருவாக்கியுள்ளன. மோட்டார் மற்றும் இன்வர்ட்டர் திருப்புனர் தொடர்புடையவையாக இருந்தால், dv/dt edge filter அல்லது sinusoidal filter ஒரு கூடுதல் செலவுடன் ஒரு கொண்டாடும் தீர்வாக இருக்கும். IGBT இன்வர்ட்டர்கள் வர்த்தக விற்பனையில் வந்த பின்னர் மோட்டார் வடிவமைப்பு தொடர்ந்து மென்மையாக உருவாகியது. மிக மிக சிற்று விளையாட்டு மாற்று மின்சார கம்பளங்கள் மற்றும் மோட்டார் கோயில் winding அமைப்பு மற்றும் காப்பு முறைகள் மேம்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன; மோட்டார்களின் dv/dt செயல்பாடு முதலில் சில V/ns ஆக இருந்து 40-50V/ns என்ற இலக்கை ஏற்றுக்கொள்ள தயாராக இருக்கும். SiC அடிப்படையிலான இன்வர்ட்டர்கள் செயல்திறன் தெரியும்; 40kHz இல் செயல்திறன் சமயம் 98.5% மற்றும் 20kHz இல் 99% வரை செயல்படும். திருப்புனர் இழப்பால், தொடர்புடைய மோட்டார் திருப்புனர் தொகுப்பு தேவையான தொடர்கள் மற்றும் தேசிய இணைப்புகளை அழித்து அமைதி அளவு மற்றும் செலவைக் குறைக்க முக்கியமான தொழில்நுட்ப தீர்வாக உருவாகியது. முழுவதுமாக மூடிய இன்வர்ட்டர் திருப்புனர் மற்றும் மோட்டார் EMI emissionஐ குறைக்க ஒரு கொண்டாடும் முறையாகும். மோட்டாரின் அச்சை தரையின் புல் அல்லது மஞ்சள் மூடிய நிலையில் சுழல்கை மூலம் பொறியின் கோலில் கூட்டி வைத்து போது அச்சு தற்காலிகமாக கட்டுப்படுத்தலாம். சுருக்கமான, செயல்திறனான, குறைந்த திட்டமான மற்றும் தொடர்புடைய மோட்டார் திருப்புனர்கள் தொழில்முகங்களில் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன, வானிலை மற்றும் கீழ்கரை டிரோன்களில்.

அடிப்படை தளர்வு அமைப்பு சரிசூழலுடன், SiC MOSFETகள் உயர் வேக தளர்வையும் உதவுகின்றன. உயர் வேக தளர்வுகள் மற்றுக்குறை வாகனங்கள், வானிலை, சுவர், பம்புகள் மற்றும் அழுக்கு சுவர்களில் கூடுதல் எண்ணிக்கையில் ஆர்வம் பெருகியுள்ளது. குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு உயர் வேக தளர்வுகள் நிலை ஆர்ட் பட்டியலாக மாறியுள்ளன, சில சிறிய பயன்பாடுகளில் உயர் வேக தளர்வுகளின் அறிமுகம் தயாரிப்பு தரம் மற்றும் தயாரிப்பு குறிப்புக்கு உயர்வை ஏற்படுத்தியுள்ளது.

இணைக்கப்பட்ட தளர்வு பயன்பாடுகள்

சரியான பொருளாக்கத்திற்காக, VFD திருப்புதல் அதிர்வெண் தொடர்புடைய தளர்வு தொடர்பு அதிர்வெண்ணை விட குறைந்தது 50 மடங்கு அதிகமாக இருக்க வேண்டும். ஆகவோ, திருப்புதல் அதிர்வெண், கோல் ஜோடி மற்றும் மோட்டார் திசைவேகம் கீழ்க்காணும் தொடர்புடன் இருக்கும்:

f_PWM = 50∙ Pole-Pair ∙ rpm /60

அதாவது, ஒரு பொதுவான 4-போல் மோட்டருக்கு, 10 கிரேபம் தேடும்போது, f_PWM ஐ 16.6kHz ஆக வைத்துக்கொள்ள வேண்டும், அது IGBT சுவிச்சிங் அதிர்வெண்ணின் அதிகாய அளவு. எனவே, 10 கிரேபம் மீது உள்ள ஏதேனும் ஒரு மோட்டர் வேகத்திற்கு, SiC MOSFETs தேர்வுறு அல்லது முக்கியமான தேர்வாக இருக்கும். மோட்டர் தாக்கத்தின் அடர்த்தியை உயர்த்த, போல்-பைர் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்க வேண்டும், அது மேலும் உயர் PWM சுவிச்சிங் அதிர்வெண்ணை தேவைப்படுத்தும். SiC யின் பயன்பாடு மோட்டர் வடிவமைப்பின் மறுசுழற்சி மற்றும் குறிப்பு நிறுவனத்தை முன்னேற்றும்.