សប្តាហ៍នេះយើងបន្តជាមួយអត្ថបទសប្តាហ៍មុន។

១.២ សារធាតុ​រក្សា​ចរន្តអគ្គិសនី

សារធាតុឌីអេឡិចត្រិចដែលប្រើក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រូលីតគឺអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមដែលបង្កើតឡើងដោយការច្រេះអាលុយមីញ៉ូម ដែលមានថេរឌីអេឡិចត្រិចពី 8 ទៅ 8.5 និងកម្លាំងឌីអេឡិចត្រិចដែលដំណើរការប្រហែល 0.07V/A (1µm = 10000A)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនអាចសម្រេចបានកម្រាស់បែបនេះទេ។ កម្រាស់នៃស្រទាប់អាលុយមីញ៉ូមកាត់បន្ថយកត្តាសមត្ថភាព (សមត្ថភាពជាក់លាក់) នៃឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រូលីត ពីព្រោះបន្ទះអាលុយមីញ៉ូមត្រូវតែឆ្លាក់ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម ដើម្បីទទួលបានលក្ខណៈផ្ទុកថាមពលល្អ ហើយផ្ទៃនឹងបង្កើតជាផ្ទៃមិនស្មើគ្នាជាច្រើន។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ភាពធន់នៃអេឡិចត្រូលីតគឺ 150Ωcm សម្រាប់វ៉ុលទាប និង 5kΩcm សម្រាប់វ៉ុលខ្ពស់ (500V)។ ភាពធន់ខ្ពស់នៃអេឡិចត្រូលីតកំណត់ចរន្ត RMS ដែលឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រូលីតអាចទប់ទល់បាន ជាធម្មតាដល់ 20mA/µF។

ដោយហេតុផលទាំងនេះ ጋራዥអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់វ៉ុលអតិបរមា 450V ធម្មតា (ក្រុមហ៊ុនផលិតមួយចំនួនរចនាសម្រាប់ 600V)។ ដូច្នេះ ដើម្បីទទួលបានវ៉ុលខ្ពស់ជាងនេះ ចាំបាច់ត្រូវសម្រេចបានដោយភ្ជាប់ጋራዥជាស៊េរី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃភាពធន់នឹងអ៊ីសូឡង់នៃጋራዥអេឡិចត្រូលីតនីមួយៗ រេស៊ីស្តង់ត្រូវតែភ្ជាប់ទៅនឹងጋራዥនីមួយៗ ដើម្បីធ្វើឱ្យវ៉ុលរបស់ጋራዥដែលភ្ជាប់ជាស៊េរីមានតុល្យភាព។ លើសពីនេះ ጋራዥអេឡិចត្រូលីតគឺជាឧបករណ៍ប៉ូល ហើយនៅពេលដែលវ៉ុលបញ្ច្រាសដែលបានអនុវត្តលើសពី 1.5 ដងអ៊ុន ប្រតិកម្មអេឡិចត្រូគីមីកើតឡើង។ នៅពេលដែលវ៉ុលបញ្ច្រាសដែលបានអនុវត្តវែងគ្រប់គ្រាន់ ጋራዥនឹងហៀរចេញ។ ដើម្បីជៀសវាងបាតុភូតនេះ ឌីយ៉ូដគួរតែត្រូវបានភ្ជាប់នៅជាប់នឹងጋራዥនីមួយៗនៅពេលវាត្រូវបានប្រើ។ ក្រៅពីនេះ ភាពធន់នឹងការកើនឡើងវ៉ុលនៃጋራዥអេឡិចត្រូលីតជាទូទៅគឺ 1.15 ដងអ៊ុន ហើយጋራዥល្អអាចឈានដល់ 1.2 ដងអ៊ុន។ ដូច្នេះអ្នករចនាគួរតែពិចារណាមិនត្រឹមតែវ៉ុលការងារស្ថានភាពស្ថិរភាពប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងវ៉ុលកើនឡើងនៅពេលប្រើវាផងដែរ។ សរុបមក តារាងប្រៀបធៀបខាងក្រោមរវាងጋራዥខ្សែភាពយន្ត និងጋራዥអេឡិចត្រូលីតអាចត្រូវបានគូរ សូមមើលរូបភាពទី 1។

២. ការវិភាគកម្មវិធី

កាប៉ាស៊ីទ័រ DC-Link ជាតម្រងតម្រូវឱ្យមានការរចនាចរន្តខ្ពស់ និងសមត្ថភាពខ្ពស់។ ឧទាហរណ៍មួយគឺប្រព័ន្ធបើកបរម៉ូទ័រសំខាន់របស់យានយន្តថាមពលថ្មីដូចដែលបានរៀបរាប់ក្នុងរូបភាពទី 3។ នៅក្នុងកម្មវិធីនេះ កាប៉ាស៊ីទ័រដើរតួនាទីផ្តាច់ចរន្ត ហើយសៀគ្វីមានចរន្តប្រតិបត្តិការខ្ពស់។ កាប៉ាស៊ីទ័រខ្សែភាពយន្ត DC-Link មានគុណសម្បត្តិដែលអាចទប់ទល់នឹងចរន្តប្រតិបត្តិការធំៗ (Irms)។ យកប៉ារ៉ាម៉ែត្រយានយន្តថាមពលថ្មី 50~60kW ជាឧទាហរណ៍ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រមានដូចខាងក្រោម៖ វ៉ុលប្រតិបត្តិការ 330 Vdc វ៉ុលរលក 10Vrms ចរន្តរលក 150Arms@10KHz។

បន្ទាប់មកសមត្ថភាពអគ្គិសនីអប្បបរមាត្រូវបានគណនាដូចខាងក្រោម៖

នេះងាយស្រួលអនុវត្តសម្រាប់ការរចនា​កាប៉ាស៊ីទ័រ​ហ្វីល​។ ដោយសន្មតថា​កាប៉ាស៊ីទ័រ​អេឡិចត្រូលីត​ត្រូវបាន​ប្រើ ប្រសិនបើ​ពិចារណា 20mA/μF សមត្ថភាព​អប្បបរមា​នៃ​កាប៉ាស៊ីទ័រ​អេឡិចត្រូលីត​ត្រូវបាន​គណនា​ដើម្បី​បំពេញ​តាម​ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ​ខាងលើ​ដូចខាងក្រោម៖

នេះតម្រូវឱ្យមាន​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​អេឡិចត្រូលីត​ច្រើន​ដែល​ភ្ជាប់​ស្របគ្នា​ដើម្បី​ទទួលបាន​សមត្ថភាព​នេះ។

នៅក្នុងកម្មវិធីលើសវ៉ុល ដូចជារថភ្លើងស្រាល ឡានក្រុងអគ្គិសនី រថភ្លើងក្រោមដីជាដើម។ ដោយពិចារណាថាថាមពលទាំងនេះត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង pantograph ក្បាលរថភ្លើងតាមរយៈ pantograph ទំនាក់ទំនងរវាង pantograph និង pantograph គឺមិនទៀងទាត់ក្នុងអំឡុងពេលធ្វើដំណើរដឹកជញ្ជូន។ នៅពេលដែលទាំងពីរមិនទាក់ទងគ្នា ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលត្រូវបានគាំទ្រដោយ capacitor ink DC-L ហើយនៅពេលដែលទំនាក់ទំនងត្រូវបានស្តារឡើងវិញ វ៉ុលលើសត្រូវបានបង្កើត។ ករណីអាក្រក់បំផុតគឺការបញ្ចេញទាំងស្រុងដោយ capacitor DC-Link នៅពេលផ្តាច់ ដែលវ៉ុលបញ្ចេញស្មើនឹងវ៉ុល pantograph ហើយនៅពេលដែលទំនាក់ទំនងត្រូវបានស្តារឡើងវិញ វ៉ុលលើសលទ្ធផលគឺស្ទើរតែពីរដងនៃ Un ប្រតិបត្តិការដែលបានវាយតម្លៃ។ សម្រាប់ capacitor ខ្សែភាពយន្ត capacitor DC-Link អាចត្រូវបានដោះស្រាយដោយមិនចាំបាច់ពិចារណាបន្ថែម។ ប្រសិនបើ capacitor electrolytic ត្រូវបានប្រើ វ៉ុលលើសគឺ 1.2Un។ យកឧទាហរណ៍ទីក្រុងសៀងហៃ។ Un = 1500Vdc សម្រាប់ capacitor electrolytic ដើម្បីពិចារណាវ៉ុលគឺ៖

បន្ទាប់មក កាប៉ាស៊ីទ័រ 450V ចំនួនប្រាំមួយត្រូវភ្ជាប់ជាស៊េរី។ ប្រសិនបើការរចនាកាប៉ាស៊ីទ័រហ្វីលត្រូវបានប្រើក្នុងវ៉ុល 600Vdc ដល់ 2000Vdc ឬសូម្បីតែ 3000Vdc គឺងាយស្រួលសម្រេចបាន។ លើសពីនេះ ថាមពលក្នុងករណីបញ្ចេញចរន្តអគ្គិសនីពេញលេញ កាប៉ាស៊ីទ័របង្កើតជាចរន្តអគ្គិសនីខ្លីរវាងអេឡិចត្រូតទាំងពីរ ដែលបង្កើតចរន្តចូលធំមួយតាមរយៈកាប៉ាស៊ីទ័រ DC-Link ដែលជាធម្មតាខុសគ្នាសម្រាប់កាប៉ាស៊ីទ័រអេឡិចត្រូលីតដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការ។

លើសពីនេះ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រូលីត ឧបករណ៍ផ្ទុកខ្សែភាពយន្ត DC-Link អាចត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីសម្រេចបាន ESR ទាបខ្លាំង (ជាធម្មតាក្រោម 10mΩ និងទាបជាង <1mΩ) និងអាំងឌុចស្យុងដោយខ្លួនឯង LS (ជាធម្មតាក្រោម 100nH និងក្នុងករណីខ្លះក្រោម 10 ឬ 20nH)។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍ផ្ទុកខ្សែភាពយន្ត DC-Link ត្រូវបានដំឡើងដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងម៉ូឌុល IGBT នៅពេលអនុវត្ត ដែលអនុញ្ញាតឱ្យរបារឡានក្រុងត្រូវបានរួមបញ្ចូលទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកខ្សែភាពយន្ត DC-Link ដោយហេតុនេះលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកស្រូបយក IGBT ដែលឧទ្ទិសនៅពេលប្រើឧបករណ៍ផ្ទុកខ្សែភាពយន្ត ដែលជួយសន្សំសំចៃប្រាក់អ្នករចនាយ៉ាងច្រើន។ រូបភាពទី 2 និងទី 3 បង្ហាញពីលក្ខណៈបច្ចេកទេសនៃផលិតផល C3A និង C3B មួយចំនួន។

៣. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

នៅ​ដើមដំបូង ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ចរន្តអគ្គិសនី DC-Link ភាគច្រើន​ជា​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ចរន្តអគ្គិសនី ដោយសារតែ​ការពិចារណា​លើ​តម្លៃ និង​ទំហំ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កាប៉ាស៊ីទ័រអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងវ៉ុល និងចរន្ត (ESR ខ្ពស់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាប៉ាស៊ីទ័រខ្សែភាពយន្ត) ដូច្នេះវាចាំបាច់ក្នុងការតភ្ជាប់កាប៉ាស៊ីទ័រអេឡិចត្រូលីតជាច្រើនជាស៊េរី និងស្របគ្នា ដើម្បីទទួលបានសមត្ថភាពធំ និងបំពេញតាមតម្រូវការនៃការប្រើប្រាស់វ៉ុលខ្ពស់។ លើសពីនេះ ដោយពិចារណាលើការហួតនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូលីត វាគួរតែត្រូវបានជំនួសជាប្រចាំ។ កម្មវិធីថាមពលថ្មីជាទូទៅតម្រូវឱ្យមានអាយុកាលផលិតផល 15 ឆ្នាំ ដូច្នេះវាត្រូវតែជំនួស 2 ទៅ 3 ដងក្នុងអំឡុងពេលនេះ។ ដូច្នេះ មានការចំណាយ និងការរអាក់រអួលច្រើននៅក្នុងសេវាកម្មក្រោយពេលលក់របស់ម៉ាស៊ីនទាំងមូល។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតលោហធាតុ និងបច្ចេកវិទ្យាកាប៉ាស៊ីទ័រខ្សែភាពយន្ត វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីផលិតកាប៉ាស៊ីទ័រតម្រង DC ដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ជាមួយនឹងវ៉ុលពី 450V ដល់ 1200V ឬខ្ពស់ជាងនេះជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្ត OPP ស្តើងបំផុត (កម្រាស់ 2.7µm សូម្បីតែ 2.4µm) ដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាហួតខ្សែភាពយន្តសុវត្ថិភាព។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ការរួមបញ្ចូលកាប៉ាស៊ីទ័រ DC-Link ជាមួយនឹងរបារឡានក្រុងធ្វើឱ្យការរចនាម៉ូឌុលអាំងវឺរទ័រកាន់តែតូចជាងមុន និងកាត់បន្ថយអាំងឌុចស្យុងវង្វេងនៃសៀគ្វីយ៉ាងខ្លាំង ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសៀគ្វី។