Инвертор - это электрическое устройство, которое преобразует входной источник постоянного тока в симметричное переменное напряжение стандартной величины и частоты на выходной стороне. Его также называют Преобразователь постоянного тока в переменный . Идеальный вход и выход инвертора могут быть представлены как синусоидальными, так и несинусоидальными сигналами. Если источником входного сигнала для инвертора является источник напряжения, то инвертор называется инвертором источника напряжения (VSI), а если входным источником для инвертора является источник тока, то он называется инвертором источника тока (CSI). . Инверторы делятся на 2 типа в зависимости от типа используемой нагрузки, т. Е. один этап инверторы, и трехфазные инверторы. Однофазные инверторы подразделяются на 2 типа: полумостовой инвертор и полумостовой инвертор. В этой статье объясняется подробная конструкция и работа полномостового инвертора.
Что такое однофазный полномостовой инвертор?
Определение: Полномостовой однофазный инвертор - это переключающее устройство, которое генерирует выходное напряжение прямоугольной формы переменного тока при подаче постоянного тока путем регулировки включения и выключения переключателя на основе соответствующей последовательности переключения, где генерируемое выходное напряжение имеет форму + Vdc. , -Vdc или 0.
Классификация инверторов
Инверторы делятся на 5 типов:
По выходным характеристикам
- Преобразователь прямоугольной волны
- Его волновой инвертор
- Модифицированный синусоидальный инвертор.
Согласно источнику инвертора
- Инвертор источника тока
- Инвертор источника напряжения
По типу нагрузки
- Полумостовой инвертор
- Полный мостовой инвертор
Трехфазные инверторы
- 180-градусный режим
- 120-градусный режим
По разной технике ШИМ
- Простой широтно-импульсная модуляция (SPWM)
- Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
- Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
- Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)
По количеству выходных уровней.
- Обычные двухуровневые инверторы
- Многоуровневый инвертор.
Строительство
Конструкция полномостового инвертора состоит из 4 прерывателей, каждый из которых состоит из пары транзистор или тиристор и диод , соединенная вместе пара,
- T1 и D1 подключены параллельно,
- T4 и D2 подключены параллельно,
- T3 и D3 подключены параллельно, а
- Т2 и D4 подключены параллельно.
Нагрузка V0 подключается между парой прерывателей в «AB», а концевые клеммы T1 и T4 подключаются к источнику напряжения VDC, как показано ниже.
Принципиальная схема однофазного инвертора с полным мостом
Эквивалентную схему можно представить в виде переключателя, как показано ниже.
Уравнение тока диода
Работа однофазного полномостового инвертора
Работа однофазного полного моста с использованием RLC нагрузка инвертор можно объяснить с помощью следующих сценариев
Избыточное и недостаточное демпфирование
Из графика от 0 до T / 2, если мы применяем возбуждение постоянным током к нагрузке RLC. Полученный выходной ток нагрузки имеет синусоидальную форму. Поскольку используется нагрузка RLC, реактивное сопротивление нагрузки RLC представлено в 2 условиях как XL и XC.
Codition1: Если XL> XC, он действует как отстающая нагрузка и называется системой с избыточным демпфированием и
Condition2: Если XL Форма волны полного моста инвертора Угол проводимости каждого выключатель и каждый диод может быть определен с использованием формы сигнала V0 и I0. Случай 1: От φ к π, V0> 0 и I0> 0, тогда переключатели S1, S2 проводят Случай 1: От 0 до π - φ, V0> 0 и I0> 0, тогда переключатели S1, S2 проводят Случай2: От π - φ к π, V0> 0 и I0<0 then diodes D1, D2 conducts Случай 3: От π до 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts Случай 4: Сформируйте 2 π - φ в 2 π, V0 0, тогда диоды D3, D4 проводят Случай 5: До φ до 0, D3 и D4 проводят. Следовательно, угол проводимости каждого диода равен «Фи» и угол проводимости каждого Тиристор или транзистор «Π - φ». Ситуация самокоммутации может наблюдаться в условиях опережающей нагрузки Из графика мы можем наблюдать, что «от φ к π - φ», S1 и S2 являются проводящими, а после «π - φ» D1, D2 проводят, в этот момент прямое падение напряжения на D1 и D2 составляет 1 Вольт. Где S1 и S2 сталкиваются с отрицательным напряжением после «π - φ», и поэтому S1 и S2 отключаются. Следовательно, в этом случае возможна самокоммутация. Форма волны полного моста инвертора Ситуацию с принудительной коммутацией можно наблюдать в условиях отстающей нагрузки Из графика видно, что «o к φ», D1 и D2 являются проводящими, а от π к φ, S1 и S2 являются проводящими и закорочены. После «φ» D3 и D4 работают, только если S1 и S2 выключены, но это условие может быть выполнено только путем принудительного выключения S1 и S2. Следовательно, мы используем понятие принудительного переключение . 1). Угол проводимости каждого диода равен Фи 2). Угол проводимости каждого тиристора равен π - φ . 3). Самокоммутация возможна только при нагрузке с опережающим коэффициентом мощности или в системе с недостаточным демпфированием во время отключения цепи. тc= φ / w0 .Где w0 - основная частота. 4). Ряд Фурье V0(t) = ∑п = 1,3,5а[ 4 VОКРУГ КОЛУМБИЯ/ nπ] Sin n w0т 5). я0(t) = ∑п = 1,3,5а[ 4 VОКРУГ КОЛУМБИЯ/ nπ l zпl] Sin n w0т + фп 6). V01макс= 4 VОкруг Колумбия/ Число Пи 7). я01макс= 4 VОкруг Колумбия/ π Z1 8). Мод Zпзнак равно рдва+ (n w0L - 1 / n w0В) где n = 1,2,3,4… .. 9). Фип= так-1[( / Р ] 10). Фактор фундаментального смещения FDF= cos Фи 11). Уравнение тока диода IDи форма волны дается следующим образом яD01 (avg)= 1 / 2π [∫0Фия01 максГрех (w0t - φ1)] dwt яD01 (среднеквадратичное значение)= [1 / 2π [∫0Фия01дваМаксимумБездва(v0t - φ1) dwt]]1/2 Уравнение тока диода 12). Уравнение тока переключателя или тиристора IТи форма волны дается следующим образом яT01 (avg)= 1 / 2π [∫Фичисло Пия01 максГрех (w0t - φ1)] dwt яT01 (среднеквадратичное значение)= [1 / 2π [∫Фичисло Пия01дваМаксимумБездва(v0t - φ1) dwt]]1/2 Форма волны тиристора Ниже приведены преимущества Ниже приведены недостатки Ниже приведены приложения Таким образом, инвертор - это электрическое устройство который преобразует входной источник постоянного тока в асимметричное переменное напряжение стандартной величины и частоты на выходе. В зависимости от типа нагрузки однофазный инвертор делится на 2 типа: полумостовой инвертор и полумостовой инвертор. В этой статье рассказывается о полномостовом однофазном инверторе. Он состоит из 4 тиристоров и 4 диодов, которые вместе действуют как переключатели. В зависимости от положения переключателя работает полномостовой инвертор. Основное преимущество полного моста над полумостом заключается в том, что выходное напряжение в 2 раза больше входного напряжения, а выходная мощность в 4 раза по сравнению с полумостовым инвертором.
Угол проводимости
В условиях отстающей нагрузки
Случай2: От 0 до φ, V0> 0 и I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Случай 3: От π + φ до 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Случай 4: Сформируйте π в π + φ, V0 0, тогда диоды D3, D4 станут проводящими.При опережающей нагрузке
Принудительная коммутация и самокоммутация
Формулы
Преимущества однофазного полномостового инвертора
Недостатки однофазного полномостового инвертора
Применение однофазного полномостового инвертора
