क्यों / कब AC-DC-AC रूपांतरण एसी-एसी रूपांतरण को निर्देशित करने के लिए बेहतर है?

Question

मैं वर्तमान में पवन ऊर्जा और इसके लिए उपयोग किए जाने वाले बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स का अध्ययन कर रहा हूं। पवन ऊर्जा में एक जनरेटर पवन द्वारा संचालित होता है, इस प्रकार परिणामी शक्ति व्यापक रूप से भिन्न आवृत्ति और आयाम की होती है। पावर ग्रिड, बदले में, आवृत्ति, फेशिफ्ट और साइनसोइडल फॉर्म के मामले में इनपुट शक्ति के लिए सख्त आवश्यकताएं हैं। इस कारण से, पावर कन्वर्टर्स का उपयोग आज पवन ऊर्जा में नियमित रूप से किया जाता है।

ग्रिड में शक्ति प्राप्त करने का मुख्य तरीका एक डीसी डीसी कनवर्टर और डीसी-एसी कनवर्टर के बाद एसी-डीसी कनवर्टर का उपयोग करना है। यह एक प्रत्यक्ष एसी-एसी कनवर्टर का उपयोग करने के बजाय जटिल लगता है। डीसी "इन-इन" के बीच अप्रत्यक्ष रूप से परिवर्तित मार्ग बेहतर क्यों है?

(यह वास्तव में इंजीनियरिंग से एक रिपॉस्ट है , क्योंकि मुझे केवल बाद में पता चला कि एक अधिक सक्रिय, विषयगत फिटिंग, गैर-बीटा इंजीनियरिंग इंजीनियरिंग है।)

Comments

क्या आप सीधे एसी से एसी रूपांतरण के लिए एक दोगुना खिलाया तुल्यकालिक जनरेटर के बारे में सोच रहे हैं?

— एंडी उर्फ

आवृत्ति अंतर के कारण, कुछ बिंदु पर आपके एसी आउटपुट को एक शिखर (उच्च) की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन आपका इनपुट एसी शून्य होता है। वह उच्च उत्पादन कहां से आता है? डीसी में आप एक संधारित्र में ऊर्जा स्टोर कर सकते हैं और थोड़े समय बाद उपयोग कर सकते हैं। आप मनमानी ध्रुवीयता में भी बदल सकते हैं।

— ओल्डफार्ट

@Oldfart धन्यवाद, आपका जवाब बहुत समझदार लगता है। संक्षेप में, आप कह रहे हैं कि किसी प्रकार के "ऊर्जा भंडारण" की आवश्यकता है। दिलचस्प है, तथाकथित मैट्रिक्स कन्वर्टर्स पर विकिपीडिया टिप्पणियों पर एसी / एसी लेख: "उच्च शक्ति घनत्व और विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए, मैट्रिक्स कन्वर्टर्स पर विचार करने के लिए समझ में आता है कि किसी भी मध्यवर्ती ऊर्जा तत्व के बिना तीन-चरण एसी-एसी रूपांतरण प्राप्त करें । कन्वेंशनल डायरेक्ट मैट्रिक्स कन्वर्टर्स (चित्र 4) एक एकल चरण में वोल्टेज और वर्तमान रूपांतरण करते हैं। "ये स्टोरेज को पीछे छोड़ते हैं, क्या आप उनकी कमियों से परिचित हैं?

— ckrk

@ एमकेथ आप सही हैं, एक विंडबर्बिन डिज़ाइन है जो एक निश्चित घूर्णी गति सुनिश्चित करने के लिए पिचिंग को रोजगार देता है। मुझे लगता है कि इसे "ब्रदर्स मॉडल" के रूप में जाना जाता है और ऐतिहासिक रूप से पहला ग्रिड संगतता दृष्टिकोण था। हालांकि यह आउट ऑफ फैशन हो रहा है। कारण बस इतना है कि पिचिंग मूल रूप से पवन ऊर्जा को बर्बाद करने की ओर ले जाता है, आज एक पिचिंग से बचने की कोशिश करता है और वर्तमान विंडस्पेड में अपने इष्टतम आरपीएम से मिलान करने के लिए एक अलग-अलग उत्साहित जनरेटर को विनियमित करता है।

— ckrk

एक और दृष्टिकोण है जो शायद ही कभी इस्तेमाल किया जाता है, हाइड्रोलिक पावर रूपांतरण: आर्टेमिसिप.

— com

Answer 1

एक प्रकार का कनवर्टर है जो यह कर सकता है: मैट्रिक्स कनवर्टर।

सिद्धांत रूप में यह कई चरणों में ले सकता है और कई चरणों को कई व्यापक आवृत्तियों पर उत्पन्न कर सकता है। इसका किसी भी पावर पैसिव (सिद्धांत में), या किसी बड़े कैपेसिटर, किसी बड़े इंडिकेटर्स की आवश्यकता नहीं होने का अतिरिक्त लाभ भी है।

हालांकि, मैट्रिक्स कन्वर्टर्स के साथ दो सुनहरे नियम हैं

1. आप शॉर्ट सर्किट की आपूर्ति नहीं करेंगे
2. आप लोड को ओपन-सर्किट नहीं करेंगे

यह बिंदु # 2 है जो टोपोलॉजी को अव्यवहारिक बनाता है क्योंकि शक्ति का एक सरल नुकसान इन्वर्टर को उड़ा देगा।

मैट्रिक्स कन्वर्टर का एक प्रकार है जिसे साइक्लोकोन्क्वर्टर कहा जाता है जो थाइरिस्टर का उपयोग करता है और पूर्ण मैट्रिक्स कनवर्टर के समान मुद्दों को पीड़ित नहीं करता है। हालाँकि, यह केवल इनपुट आवृत्ति के 1/10 वें के आसपास एक आउटपुट आवृत्ति को संश्लेषित करने में सक्षम होने की सीमा है। यह सीमा समुद्री के लिए ठीक है जो आम तौर पर 400Hz विद्युत आपूर्ति का उपयोग करती है इसलिए 40Hz उत्पन्न करना प्रणोदन के लिए बहुत सीमित नहीं है

तो क्यों एसी-डीसी-एसी के बजाय सीधे एसी-एसी ... जटिलताओं और सीमाएं। एक छह स्विच इन्वर्टर बेहद बहुमुखी है।

Answer 2

जब दो मार्ग संभव होते हैं, तो शायद ही कभी एक अच्छा जवाब होता है कि किसी एक को क्यों चुना गया? यह अक्सर स्थानीय उद्योगों, या सामान्य घटकों के आधार पर इतिहास या एक या दूसरे को लाभ होता है।

3 फेज एसी से दूसरे फ्रिक्वेंसी पर सीधे एक ऑल इलेक्ट्रॉनिक रूट है, इसे मैट्रिक्स कन्वर्टर कहा जाता है। इसमें 3x3 मैट्रिक्स में 9 स्विच होते हैं, किसी भी चरण को किसी अन्य से कनेक्ट करने के लिए। स्विच इंस्टेंट के उपयुक्त समय, और उपयुक्त इनपुट और आउटपुट फिल्टर के साथ, यह इनपुट के समान आउटपुट वोल्टेज बना सकता है। वे मोटर ड्राइव के लिए तेजी से उपयोग हो रहे हैं।

हालांकि, मैं एक इंटरमीडिएट डीसी लिंक का उपयोग करने के कई फायदे के बारे में सोच सकता हूं।

डीसी लिंक के लिए बड़े आकार में एसी-डीसी और डीसी-एसी कन्वर्टर्स बड़ी संख्या में किए जा रहे हैं, जहां लंबी दूरी का प्रसारण एक कारक है। इससे पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं को बढ़ावा मिलेगा। वे मैट्रिक्स कन्वर्टर्स की तुलना में अधिक परिपक्व हैं, इसलिए विद्युत बुनियादी ढांचे में शामिल लंबी योजना के लिए चुने जाने की अधिक संभावना है। पवन टरबाइन एक लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइन (ऑफशोर के मामले में बहुत लंबी) से जुड़े होने से पहले शॉर्ट हॉप्स से हब तक जुड़े होते हैं। नाममात्र डीसी इंटरमीडिएट वोल्टेज पर पूल पावर को आसान करना, नियंत्रण को सरल बनाना है। लंबे प्रसारण के लिए डीसी रहना आसान है।

Comments

अपतटीय पवन चक्कियों के लिए एचवीडीसी का उपयोग करने की प्रेरणा केबल में ढांकता हुआ नुकसान को कम करने के लिए ट्रम्प, एर को पेशाब करने के लिए है। यह स्वीडन (ASEA, ABB) में विकसित द्वीपों के बीच HV अंडरसीट केबलों के लिए विकसित की गई तकनीक है।

— हैकैस्टिकल जूल 27'19

@hacktastical क्या ट्रम्प के पास एचवीडीसी के खिलाफ एक खास बात है?

— user253751

उन्होंने एक ऑफशोर विंडमिल का विरोध किया जिसने स्कॉटलैंड में अपने गोल्फ कोर्स का सामना किया क्योंकि यह दृश्य को 'बर्बाद' कर देगा। अधिक यहाँ: bbc.com/news/uk-scotland-north-east-orkney-shetland-47400641

— hacktastical

Answer 3

प्रत्यक्ष एसी-एसी रूपांतरण का कारण डीसी चोक कॉइल (या कैपेसिटर सरणी) का आकार और द्रव्यमान है। आप चाहते हैं कि एक रबर पहिया गाड़ी या विमान में जैसे कि नहीं है। लोहे के पहियों वाली गाड़ियों में यह निर्भर करता है, क्योंकि अधिक द्रव्यमान का मतलब बेहतर घर्षण है।

यह इमारतों पर लागू नहीं होता है।

आप वाल्व (ट्रांजिस्टर या थाइरिस्टर) पर नहीं बचा सकते। इसके विपरीत, एसी-एसी कन्वर्टर्स में एसी-डीसी-एसी कन्वर्टर्स की तुलना में अधिक वाल्व (हालांकि छोटे वाले) होते हैं। नियंत्रण अवधारणा भी अधिक जटिल है।

Answer 4

AC-DC-AC रूपांतरण जीतता है जब आपके पास एक एकल AC आउटपुट में संयोजन करने के लिए कई अलग-अलग एसी स्रोत होते हैं, (या जब आपके पास विपरीत होता है)।

प्रत्येक एसिंक्रोनस जेनरेटर एक एसी सप्लाई का उत्पादन करता है जिसे डीसी बस वोल्टेज को सुधारा और बढ़ाया जाता है, बस वोल्टेज फिर एक ग्रिड को इन्वर्टर से बांधता है।

Answer 5

एसी-डीसी-एसी रूपांतरण का एक फायदा यह है कि आप एसी की आवृत्ति को परिवर्तित कर सकते हैं। इसमें सैन्य 400 हर्ट्ज शक्ति भी है, जिसके परिणामस्वरूप काफी आकार-कमी हो सकती है। मेरे विशेष मामले में, मुझे उन मोटर्स तक पहुंच की आवश्यकता थी जो एक वैक्यूम चेंबर के भीतर काम करते थे। नासा और सैन्य उपयोग के लिए उपकरण उपलब्ध थे जो हमारी आवश्यकताओं को पूरा करते थे, इसलिए हमने 400 हर्ट्ज शक्ति का उपयोग करने का विकल्प चुना। मैं मानता हूं कि यह विशेष रूप से विशिष्ट है, इसलिए यह संभवतः आपके लिए लागू नहीं है।