Half-controlled converters หรือมีชื่อเรียกอีกแบบว่า “เซมิคอนเวอร์เตอร์” เป็นวงจรควบคุมกำลังไฟฟ้าแบบใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำควบคุมได้ เช่น Thyristor , SCR , IGBT หรือ Mosfet เพียง 2 ตัว สามารถจัดวางอุปกรณ์ในวงจรได้แตกต่างกัน 2 แบบ ดังแสดงในรูปที่ 1
ในบล็อกนี้เราจะใช้การจัดเรียงอุปกรณ์แบบ Asymmetrical configuration ซึ่งในแต่ละคาบเวลาจะต้องใช้ การทริก 2 ครั้ง จุดเด่นของ Converters แบบนี้คือสามารถสร้างได้ง่าย ราคาประหยัด วงจรสามารถแปรผันกำลังได้เพียงพอต่อการควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์
พิจารณาการต่อวงจรแบบ Asymmetrical configuration of half-controlled bridge-circuit ในระหว่างครึ่งคาบบวกของแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ ไทริสเตอร์ T1 และไดโอด D2 จะถูกไบอัสไปข้างหน้า เมื่อไทริสเตอร์ T1 ถูกทริกเกอร์ ที่มุมα กระแสจะไหลผ่านเส้นทาง L−T1−R−D2−N จนกระแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายมีการกลับทิศทางที่ ωt=π
ระหว่างครึ่งคาบลบของแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ ไทริสเตอร์ T2 และไดโอด D1 จะถูกไบอัสไปข้างหน้า เมื่อ ไทริสเตอร์ T2 ถูกทริกเกอร์ที่มุม (π+α) กระแสจะไหลผ่านเส้นทาง N−D1−R-T2−L กระแสนี้จะต่อเนื่องจน SCR T2 หยุดนำกระแส ที่มุม 2π ตามที่แสดงในรูปที่ 2
จากรูปที่ 2 แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง คำนวณได้จาก
(1)
อินทริเกรทสมการ (1)
(2)
สมมติโหลดเป็น R ค่ากระแสเฉลี่ยจะคำนวณได้จาก
(3)
นำรูปที่ 1 Asymmetrical configuration of half-controlled bridge-circuit มาเขียนเป็นคอนโทรลบล๊อกไดอะแกรม บนโปรแกรม Simulink ดังแสดงในภาพ
แบบจำลองของดีซีมอเตอร์จะใช้บล็อกสำเร็จรูป ผมศึกษาเพียงแต่กำหนดค่าตามทีต้องการเท่านั้น ทดสอบเปลี่ยนมุม \(\alpha\) จะได้ผลลัพธ์ดังนี้
ดาวน์โหลดไฟล์ Matlab/Simulink ได้ทีนี่
