त्रि-प्रावस्था परिवर्तक (3-Phase Inverter)

विद्युत क्षेत्रामध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जेचे नियमन (Control) व रूपांतर(conversion) केले जाते. एकदिश प्रवाहाला (DC) प्रत्यावर्ती प्रवाहामध्ये (AC) रूपांतर  करण्यासाठी परिवर्तकाचा (Inverter) उपयोग केला जातो. अनेक विद्युत विभागांमध्ये जास्त भार (Heavy Load) असलेल्या मंडलामध्ये  त्रि-प्रावस्था दाबाची (Voltage) आवश्यकता असते.  साधारणपणे  त्रि-प्रावस्था  परिवर्तक मोठ्या शक्तीच्या उपकरणांसाठी वापरतात. त्रि-प्रावस्था दाबाची निर्मिती एकदिश प्रवाहापासून परिवर्तकाच्या साहाय्याने करतात. प्रामुख्याने सौर ऊर्जा निर्मिती, औद्योगिक, घरगुती इत्यादी क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणात त्रि-प्रावस्था परिवर्तकाची गरज असते. सध्या मोठ्या प्रमाणात एकदिश प्रवाहाची निर्मिती करून त्रि-प्रावस्था परिवर्तकाच्या मदतीने प्रत्यावर्ती प्रवाहात रूपांतर करून विद्युत जालामध्ये (Grid) समावेश केला जातो. या परिवर्तकापासून ५० हर्ट्झ-४४० व्होल्ट निर्मिती करता येते. या प्रकारच्या परिवर्तकामुळे ऊर्जेचे परिवर्तन करणे सोपे झाले आहे.

आ. (अ)

त्रि-प्रावस्था परिवर्तक हे सहा टप्प्यांमध्ये (Step) विभागले आहे. कळ (switch) चालू (ON) व बंद (OFF) होण्याच्या क्रमिकांना (Sequence) एक टप्पा म्हणतात. या परिवर्तकांमध्ये कळ (Switch) म्हुणून थायरिस्टर (Thyristor) वापरतात. या ठिकाणी स्विच म्हणून MOSFET, IGBT यासारखे इतर स्विच वापरू शकतो.

त्रि-प्रावस्था परिवर्तकाचे मंडल आकृतीत (आ.अ) दर्शविल्याप्रमाणे असते. या मंडलामध्ये ६ थायरिस्टर आणि ६ डायोड (Diode) आहेत. मंडलाच्या प्रत्येक शाखेत (Branch) दोन थायरिस्टर व डायोड आहेत. डायोड हे थायरिस्टरला समांतर (Parallel) विरोधी पद्धतीने जोडले जातात. थायरिस्टरच्या जोडीमधील एकावेळी दोन थायरिस्टर चालू केल्यास मोठ्या प्रमाणात विद्युत प्रवाह (Current) जाऊ शकतो. यामुळे मंडलाची मोठ्या प्रमाणात हानी (Loss) होऊ शकते.

 

कालावधीला (T) सहा समान (T/6) भागात विभागतात. सहापैकी एका कालावधीमध्ये (T/6) फक्त तीन थायरिस्टर चालू असतात व इतर बंद असतात. चौरसाकृती तरंगाचा (Waveform) उपयोग करून  थायरिस्टर चालू-बंद केले जातात. खालील परिवर्तकांमध्ये थायरिस्टर स्थिती प्रत्येक १८०० बदलत आहे. याठिकाणी थायरिस्टर स्थिती १२०० बदलता येते.

आ. (ब)

आ.ब मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे भार (Load) मंडलाची रचना असते.

 

 

 

 

 

आ. ब-१

(१) जेव्हा Th1,Th5,Th3 चालू व 0°<wt<60° असेल तेव्हा त्रि-प्रावस्था भार मंडल आ.ब–१ प्रमाणे असेल.

V_a_n = \frac{+V}{3} ; V_c_n = \frac{+V}{3}; V_b_n = \frac{-2V}{3}

 

 

 

 

 

आ. ब-२

(२) जेव्हा Th1,Th5,Th6  चालू व 60°<wt<120° असेल तेव्हा त्रि-प्रावस्था भार मंडल आ.ब–२ प्रमाणे असेल.

V_a_n = \frac{+2V}{3} ; V_c_n = \frac{-V}{3}; V_b_n = \frac{-V}{3}

 

 

 

 

 

आ. ब-३

(३) जेव्हा Th1,Th2,Th6  चालू व 120°<wt<180° असेल तेव्हा त्रि-प्रावस्था भार मंडल आ. ब–३ प्रमाणे असेल.

V_a_n = \frac{+V}{3} ; V_c_n = \frac{-2V}{3}; V_b_n = \frac{+V}{3}

 

 

 

 

 

आ. क

थायरिस्टर चालू व बंद होण्याच्या क्रियेमुळे चौरसाकृती तरंगाची (आ.क) निर्मिती होते.

 

 

 

 

 

 

 

संदर्भ :

  • Rashid, M. H. POWER ELECTRONICS : Circuits, Devices And Applications (Third Edition), Pearson Publications.

समीक्षक – अमृता मुजुमदार

Tags: ,