Conas a Athraíonn Minicíocht an Mhodhnú Cumhachta (Pulse-Modhnú Leithead Ag 1 Hz Vs. 100 Hz) Le haghaidh Téitheoir Drain Tíotáiniam Saol Tuirse Thermomeicniúil na Sreanga Friotaíochta agus an fheadáin?
Fág nóta
I dtéitheoirí scaillí tíotáiniam leictreacha, is minic a mhodhnaítear cumhacht trí úsáid a bhaint as modhnú leithead bíge (PWM) chun teocht a rialú. Cinneann minicíocht an chomhartha PWM cé chomh tapa agus a rothlaíonn an téitheoir ar agus as. Ag minicíocht íseal (1 Hz), cruthaíonn gach timthriall luascadh suntasach teochta de 10-30 céim sa sreang friotaíochta agus an truaill tíotáiniam. Ag ardmhinicíocht (100 Hz), míníonn mais theirmeach an téitheoir na bíoga, rud a fhágann nach mbíonn luascáin teochta ach 1–5 céim . Cruthaíonn na luascáin teochta seo struis thimthriallach theirmeach sa sreang friotaíochta inmheánaigh (cóimhiotal nicile de ghnáth) agus sa truaill tíotáiniam. Méadaíonn saol tuirse teirmeachmeicniúil faoi 5-10 fachtóir nuair a bhíonn sé ag feidhmiú ag 100 Hz i gcomparáid le 1 Hz mar gheall ar an aimplitiúid struis laghdaithe in aghaidh an timthrialla.
Meicníocht Tuirse Teirmomeicniúil ó Mhodhnú Cumhachta
Déanann gach cumhacht-ar thimthriall an sreang friotaíochta a théamh, a leathnaíonn. Cuireann an leathnú béim ar an insliú ocsaíd mhaignéisiam máguaird agus an sheath tíotáiniam. Ligeann gach cumhacht-as timthriall fuarú agus crapadh. Tá an aimplitiúid strus (Δσ) comhréireach leis an swing teochta (ΔT) comhéifeacht leathnú teirmeach. Le haghaidh sreang NiCr,=14 × 10⁻⁶ / céim ; le haghaidh tíotáiniam,=8.6 × 10⁻⁶ / céim . Ag modhnú 1 Hz le luascadh teochta 30 céim, bíonn brú timthriallach thart ar 0.04% ar shreang NiCr, atá leordhóthanach chun tuirse rothar íseal a chruthú thar na milliúin timthriallta. Ag modhnú 100 Hz le luascadh 5 céim, níl an brú ach 0.007%, atá faoi bhun na teorann tuirse don dá ábhar, rud a fhágann go bhfuil saol beagnach gan teorainn ann.
Saol Tuirse Cainníochtúil mar Fheidhm Minicíocht PWM
Le tástáil rialaithe ar théitheoirí truaill tíotáiniam Grád 2 le sreanga friotaíochta NiCr ag dlús cumhachta 15 W/cm², tá an saol tuirse seo a leanas bunaithe do mhinicíochtaí éagsúla PWM. Ag oibriú leanúnach (gan modhnú, bunlíne), tá saol na sreinge friotaíochta níos mó ná 100,000 uair an chloig, agus ní léiríonn an sheath tíotáiniam aon tuirse teirmeach. Ag 0.1 Hz PWM (timthriall amháin gach 10 soicind) le swing teocht 40 céim, is é an saol sreang friotaíochta 2,000-5,000 uair an chloig, agus taispeánann an truaill tíotáiniam scoilteanna tar éis 10,000-20,000 timthriallta. Ag 1 Hz PWM le swing 30 céim, is é an saol sreang friotaíochta 5,000-15,000 uair an chloig, agus taispeánann an sheath tíotáiniam scoilteanna tar éis 20,000-50,000 timthriallta. Ag 10 Hz PWM le swing 15 céim, is é an saol sreang friotaíochta 20,000-50,000 uair an chloig, agus ní léiríonn an sheath tíotáiniam aon scoilteanna laistigh de 100,000 timthriall. Ag 100 Hz PWM le swing 5 céim, tá an saol sreang friotaíochta níos mó ná 100,000 uair an chloig, agus ní léiríonn an sheath tíotáiniam aon tuirse teirmeach. Ag 1,000 Hz PWM, tá an swing teocht faoi bhun 2 chéim, agus tá an fheidhmíocht comhionann le hoibriú leanúnach.
Tionchar an Dlúis Chumhachta agus Céimseata Téitheoir ar Íogaireacht PWM
Braitheann éifeacht minicíocht PWM ar dhlús cumhachta agus mais theirmeach an téitheoir. Ag dlús ísealchumhachta (5 W / cm²), tá na luascáin teochta níos lú d'aon mhinicíocht ar leith, mar sin ní tháirgeann comhartha 1 Hz PWM ach luascán 10 céim, agus is é 20,000-50,000 uair an chloig saol na sreinge. Ag dlús ardchumhachta (25 W/cm²), táirgeann comhartha 1 Hz PWM luascadh 50 céim, ag laghdú saol na sreinge go 1,000–3,000 uair an chloig. I gcás feadán balla tanaí (0.9 mm), tá mais theirmeach níos ísle, agus luascáin teochta níos mó. I gcás feadán balla tiubh (2.0 mm), tá mais theirmeach níos airde, agus laghdaítear luascáin teochta 30–50%. Le haghaidh téitheoir fada (2 m), taiseann an mais theirmeach freisin an luascadh teochta ag na foircinn.
Treoir Roghnúcháin Minicíochta PWM do Théitheoirí Sheath Tíotáiniam
Soláthraíonn an tábla seo a leanas moltaí maidir le minicíocht PWM bunaithe ar dhlús cumhachta, saol téitheoir inmhianaithe, agus riachtanais rialaithe teochta.
| Dlús Cumhachta (W/cm²) | Saol Téitheoir Inmhianta (uaireanta) | Rialú Teochta Riachtanach Beachtas ( ± céim ) | Minicíocht PWM (Hz) Molta | Swing Teochta a bhfuiltear ag súil leis ( céim ) |
|---|---|---|---|---|
| <10 | >50,000 | 2 | 1 | 10–15 |
| <10 | >50,000 | 0.5 | 100 | 2–5 |
| 10–20 | >50,000 | 2 | 10 | 8–12 |
| 10–20 | >50,000 | 0.5 | 1,000 | 1–3 |
| 20–30 | >20,000 | 2 | 100 | 3–6 |
| 20–30 | >50,000 | 1 | 1,000 | 1–2 |
| >30 | >10,000 | Aon | 1,000+ | <2 |
Innealtóireacht Thar Roghnú Minicíochta PWM
Ní dhéanann an grád tíotáiniam difear do fhriotaíocht tuirse teirmeach na sreinge friotaíochta, ach tá leathnú teirmeach comhchosúil ag tíotáiniam Grád 7 le Grád 2. Bíonn tionchar mór ag an ábhar sreinge friotaíochta ar an saol tuirse; Tá friotaíocht tuirse teirmeach níos fearr ag sreang NiCr 80/20 ná sreang FeCrAl. Baineann cáilíocht inslithe ocsaíd mhaignéisiam; go maith-aistríonn MgO dlúthdhéanta teas níos fearr, rud a laghdaíonn an difríocht teochta idir an tsreang agus an truaill. Is féidir le rialú tosaithe bog (méadú de réir a chéile ar chumhacht seachas lán-bhróga) strus teirmeach a laghdú tuilleadh. Maidir le feidhmchláir a éilíonn rialú beacht teochta, is fearr i gcónaí minicíocht PWM níos airde (100–1,000 Hz).
Sonraíocht Eolas a Dhéanamh
Maidir le téitheoir sceach tíotáiniam le modhnú cumhachta, sonraigh minicíocht PWM de 100 Hz nó níos airde chun tuirse teirmeicniúil a íoslaghdú. Le haghaidh feidhmchláir ard-dlúis atá os cionn 20 W/cm², sonraigh 1,000 Hz PWM nó bain úsáid as rialtóir uillinn phas (rialú cumhachta réidh) in ionad modhnú atá ar siúl. Maidir le téitheoirí atá ann cheana a oibríonn ar mhinicíocht íseal (1 Hz), cuir ionduchtóir smúdála leis nó athraigh an rialtóir go PWM ardmhinicíochta. Má tá cruinneas rialaithe teochta ±2 céim inghlactha, soláthraíonn minicíocht 10 Hz saol tuirse teirmeach leordhóthanach don chuid is mó d'iarratais. Trí oibriú ag 100 Hz PWM in ionad 1 Hz, laghdaíonn an t-innealtóir an luascadh teochta ó 30 céim go 5 céim , ag leathnú saol tuirse na sreinge friotaíochta agus an truaill tíotáiniam faoi fhachtóir 5-10.
