Шулуутгагч ба инвертор хэлхээ: тополог, хармоник ба Монголын хэрэглээ
Шулуутгагч хэлхээний ангилал
Шулуутгагч нь хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл болгон хувиргах хэлхээ бөгөөд ашигласан хэрэгслээс хамааран хоёр том ангилалд хуваагдана. Удирдлагагүй шулуутгагч зөвхөн диодоос бүрдэх ба гаралтын хүчдэл нь оролтын хувьсах хүчдэлээр тогтмолжино. Удирдлагатай шулуутгагч тиристор ашиглаж, нээх өнцгийг (firing angle) өөрчилснөөр гаралтын дундаж хүчдэлийг зохицуулах боломжтой болдог.
Фазын тоогоор нэг фаз, гурван фазын гэж, долгионы ашиглалтаар хагас долгион, бүтэн долгионы гүүрэн хэлхээ гэж ялгагдана. Аж үйлдвэрт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь гурван фазын гүүрэн шулуутгагч (6 импульст) юм. Хармоникийг бууруулах шаардлагатай том чадлын байгууламжид фаз шилжүүлсэн трансформатор ашиглан 12 импульст схем зохион байгуулдаг.
Инвертор ба хүчдэлийн эх үүсвэрийн хувиргалт
Инвертор нь эсрэг үйлдлийг гүйцэтгэж, тогтмол гүйдлийг хувьсах гүйдэл болгон хувиргана. Хамгийн түгээмэл нь IGBT дээр суурилсан хүчдэлийн эх үүсвэрийн инвертор (VSI) бөгөөд гаралтын хүчдэл, давтамжийг өргөн импульсийн модуляц (PWM)-аар үүсгэдэг. PWM нь тэгш өнцөгт импульсийн өргөнийг синусын хуулиар өөрчилснөөр дундажаар синус хэлбэрийн хүчдэл гаргаж авах зарчимтай. Залгалтын давтамж өндөр байх тусам гаралтын хэлбэр синуст ойртох боловч хэрэгслийн залгалтын алдагдал нэмэгддэг тул тэнцвэрийг зөв сонгоно.
Гаралтын шүүлтүүр
Инверторын гаралтад LC шүүлтүүр залгаснаар өндөр давтамжийн залгалтын бүрдэл хэсгийг арилгаж, ачаалалд цэвэр синус хэлбэрийн хүчдэл өгдөг. Хөдөлгүүрийн хөтлөгчид урт кабель ашиглах үед хүчдэлийн ойлт үүсэхээс сэргийлж du/dt шүүлтүүр нэмж тавьдаг.
Монголын эрчим хүчний системд хэрэглээ
Сэргээгдэх эрчим хүчний хөгжилтэй холбоотойгоор шулуутгагч, инверторын хэрэглээ Монголд эрчимтэй нэмэгдэж байна. Нарны цахилгаан станцын самбарын тогтмол гүйдлийг сүлжээнд нийлүүлэхийн тулд сүлжээнд холбогдох инвертор (grid-tie), салхин станцад давтамжийг тохируулах бүрэн хувиргуур ашигладаг. Уул уурхай, усан хангамжийн насос, агааржуулалтын том хүчин чадлын хөдөлгүүрийг хувьсах давтамжийн хөтлөгчөөр (VFD) удирдаж эрчим хүчний хэмнэлт гаргадаг. Мөн улс хоорондын өндөр хүчдэлийн тогтмол гүйдлийн (HVDC) холболтод удирдлагатай шулуутгагч болон инвертор станц хосолж ажилладаг.
Хармоник ба цахилгааны чанар
Хагас дамжуулагчийн залгалт нь сүлжээнд шугаман бус ачаалал үүсгэж, гүйдэл болон хүчдэлд дээд эмнэлтэй хармоник оруулдаг. Хармоникийн нийт гажилтын коэффициент (THD) их байвал трансформатор, кабель илүү халж, реле хамгаалалт буруу ажиллах, конденсаторын банк тэсрэх зэрэг эрсдэл үүсдэг. Иймд идэвхтэй болон идэвхгүй шүүлтүүр суурилуулж, реактив чадлыг нөхөх арга хэмжээг төслийн шатнаас тооцох нь чухал.