Mis on täis sillainverter: töötamine ja selle rakendamine

Inverter on elektriseade, mis muundab alalisvoolu sisendtoite sümmeetriliseks vahelduvvoolu pingeks, mille väljundpool on standardne suurus ja sagedus. Seda nimetatakse ka kui Alalisvoolu muundur . Ideaalset inverteri sisendit ja väljundit saab kujutada kas sinusoidaalsetes ja mitte-sinusoidsetes lainekujudes. Kui inverteri sisendallikaks on pingeallikas, nimetatakse inverterit väidetavalt pingeallika inverteriks (VSI) ja kui inverteri sisendallikaks on vooluallikas, siis nimetatakse seda vooluallika muunduriks (CSI) . Inverterid liigitatakse kahte tüüpi vastavalt kasutatava koormuse tüübile, st üksik faas inverterid ja kolmefaasilised inverterid. Ühefaasilised inverterid klassifitseeritakse veel kahte tüüpi poolsildi- ja täissildiga inverteritesse. Selles artiklis selgitatakse täissildiga inverteri üksikasjalikku ehitust ja tööd.

Mis on ühefaasiline täissild-inverter?

Definitsioon: Täissilla ühefaasiline muundur on lülitusseade, mis genereerib alalisvoolu sisendi rakendamisel ruudu laine vahelduvvoolu väljundpinge, reguleerides lüliti sisse- ja väljalülitamist vastava lülitusjärjestuse alusel, kus genereeritud väljundpinge on kujul + Vdc , -Vdc või 0.

Inverterite klassifikatsioon

Inverterid jagunevad viide tüüpi

Vastavalt väljundi omadustele

• Ruutlaine inverter
• Selle laineinverter
• Muudetud siinuslaine inverter.

Inverteri allika järgi

• Vooluallika muundur
• Pingeallika inverter

Vastavalt koormuse tüübile

Ühefaasiline inverter

• Poolsilla inverter
• Täissilla inverter

Kolmefaasilised inverterid

• 180-kraadine režiim
• 120-kraadine režiim

Vastavalt erinevale PWM-i tehnikale

• Lihtne impulsi laiuse modulatsioon (SPWM)
• Mitme impulsi laiuse modulatsioon (MPWM)
• Sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon (SPWM)
• Modifitseeritud sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon (MSPWM)

Vastavalt väljunditasemete arvule.

• Tavalised 2-astmelised muundurid
• Mitmetasandiline inverter.

Ehitus

Täissilla inverteri ehitus seisneb selles, et see koosneb neljast hakkimismasinast, kus iga hakkija koosneb paarist transistor või türistor ja a diood , paar ühendatud, see tähendab

• T1 ja D1 on ühendatud paralleelselt,
• T4 ja D2 on ühendatud paralleelselt,
• T3 ja D3 on ühendatud paralleelselt ja
• T2 ja D4 on ühendatud paralleelselt.

Koormus V0 on ühendatud raiumispaari AB juures ja T1 ja T4 klemmid on ühendatud pingeallikaga VDC, nagu allpool näidatud.

Täissilla ühefaasilise muunduri voolu skeem

Samaväärset vooluahelat saab kujutada lüliti kujul, nagu allpool näidatud

Dioodi vooluvõrrand

Ühefaasilise täissilla inverteri töö

Ühefaasilise täissilla kasutamine RLC koormus inverterit saab selgitada järgmiste stsenaariumide abil

Üle- ja alarõhk

Graafilt 0-st kuni T / 2-ni, kui rakendame alalisvoolu ergutust RLC-koormusele. Saadud väljundkoormusvool on sinusoidaalses lainekujus. Kuna kasutatakse RLC-koormust, on RLC-koormuse reaktants kujutatud 2 tingimustes nagu XL ja XC

1. kood: Kui XL> XC, toimib see nagu mahajäänud koormus ja öeldakse, et seda nimetatakse üle summutatud süsteemiks ja

Tingimus2: Kui XL

Täissilla inverterlaine vorm

Juhtimisnurk

Iga juhtivusnurk lüliti ja iga dioodi saab määrata lainete V0 ja I0 abil.

Mahajääva koormuse korral

1. juhtum: V0> 0 ja I0> 0 lülitatakse S1, S2 juhib
2. juhtum: 0 kuni φ, V0> 0 ja I0<0 then diodes D1, D2 conducts
3. juhtum: Alates π + φ kuni 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
4. juhtum: Vorm π kuni π + φ, V0 0 juhib dioodid D3, D4.

Juhtiva koormuse tingimustes

1. juhtum: Alates 0 kuni π - φ, V0> 0 ja I0> 0, siis lülitid S1, S2 juhib

2. juhtum: Alates π - φ kuni π, V0> 0 ja I0<0 then diodes D1, D2 conducts

3. juhtum: Alates π kuni 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

4. juhtum: Vorm 2 π - φ kuni 2 π, V0 0 juhib dioodid D3, D4

Juhtum 5: Enne φ kuni 0 toimimist juhivad D3 ja D4.

Seetõttu on iga dioodi juhtimisnurk 'Phi' ja nende juhtivusnurk Türistor või Transistor on „Π - φ”.

Sunnitud kommuteerimine ja enese vahetamine

Enesekommutatsiooni olukorda saab jälgida juhtiva koormuse korral

Graafikult võime täheldada, et 'φ kuni π - φ', S1 ja S2 juhivad ning pärast 'π - φ' juhivad D1, D2, siis on pinge langus D1 ja D2 piires 1 volti. Kui S1 ja S2 seisavad pärast “π - φ” negatiivse pingega ja S1 ja S2 lülituvad välja. Seega on sel juhul võimalik isekommutatsioon.

Täissilla inverterlaine vorm

Sunnitud kommutatsiooni olukorda saab jälgida mahajäänud koormuse korral

Graafikult võime täheldada, et 'o kuni φ', D1 ja D2 juhivad ning π kuni φ juhivad ja on lühised. Pärast “φ” käituvad D3 ja D4 ainult siis, kui S1 ja S2 on välja lülitatud, kuid selle tingimuse saab täita ainult sundides S1 ja S2 välja lülitama. Seega kasutame sunnitud mõistet vahetamine .

Valemid

1). Iga dioodi juhtimisnurk on Phi

2). Iga türistori juhtimisnurk on π - φ .

3). Isekommutatsioon on võimalik ainult juhtiva võimsusteguri koormuse või alarõhuga süsteemiga vooluahela väljalülitamise ajal t_c= φ / w_{0 .}Kus w0 on põhisagedus.

4). Fourieri seeria V₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ] Patt n w₀t

5). Mina₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Patt n w₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_alalisvool/ Pi

7). Mina_01max= 4 V_alalisvool/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^kaks+ (n w₀L - 1 / n w₀C) kus n = 1,2,3,4…

9). Phi_n= nii^-1[( / R]

10). Põhiline nihketegur F_DF= cos Phi

11). Dioodivoolu võrrand I_Dja lainekuju antakse järgmiselt

Mina_{D01 (keskm.)}= 1 / 2π [∫₀^PhiMina_{01 max}Patt (w₀t - φ₁)] dwt

Mina_{D01 (ruutkeskmine)}= [1 / 2π [∫₀^PhiMina₀₁^kaks_maxIlma^kaks(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Dioodi vooluvõrrand

12). Lüliti või türistori vooluvõrrand I_Tja lainekuju antakse järgmiselt

Mina_{T01 (keskm.)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiMina_{01 max}Patt (w₀t - φ₁)] dwt

Mina_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiMina₀₁^kaks_maxIlma^kaks(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Türistori lainevorm

Ühefaasilise täissilla inverteri eelised

Järgmised eelised

• Pinge kõikumise puudumine vooluringis
• Sobib kõrge sisendpinge jaoks
• Energia säästlik
• Praegune reiting toiteseadmed on võrdne koormusvooluga.

Ühefaasilise täissilla inverteri puudused

Järgnevad puudused

• Täissilla muunduri efektiivsus (95%) on alla poole silla muunduri (99%).
• Kaotused on suured
• Kõrge müra.

Ühefaasilise täissilla inverteri rakendused

Järgmised on rakendused

• Kohaldatav rakendustes, näiteks väikese ja keskmise võimsusega ruutlaine / kvaasi nelinurkne laine Pinge
• Moonutatud sinusoidaalset lainet kasutatakse sisendina suure võimsusega rakendustes
• Kiireid pooljuhtseadmeid kasutades saab väljundi harmoonilist sisu vähendada PWM tehnikaid
• muud rakendused nagu vahelduvvool muutuv mootor , küte induktsiooniseade , ootel toiteallikas
• Päikese inverterid
• kompressorid jne

Seega inverter on elektriseade mis muundab alalisvoolu sisendtoite väljundi poolel asümmeetriliseks vahelduvvoolu pingeks, mille suurus ja sagedus on tavaline. Koormuse tüübi järgi klassifitseeritakse ühefaasiline muundur kahte tüüpi, näiteks pool- ja täissildiga inverter. Selles artiklis selgitatakse täissilla ühefaasilist inverterit. See koosneb neljast türistorist ja neljast dioodist, mis koos toimivad nagu lülitid. Sõltuvalt lüliti asenditest töötab täissildiga inverter. Poolsilla ületava täissilla peamine eelis on see, et väljundpinge on 2-kordne sisendpinge ja väljundvõimsus 4-kordne võrreldes poolsilla inverteriga.