Inverter:
Az inverter egy elektromos eszköz, amely egyenáramot (DC) váltakozó áramúvá (AC) alakít. Az invertert otthoni vészhelyzeti tartalék energiára használják. Az invertert néhány repülőgép-rendszerben használják a repülőgép egyenáramának egy részének váltakozására váltóárammá. A váltóáramú tápfeszültséget főleg elektromos eszközökhöz használják, például lámpákhoz, radarokhoz, rádióhoz, motorokhoz és más eszközökhöz.
Többszintű inverter:
Napjainkban számos ipari alkalmazás nagy energiát igényel. Az iparban néhány készülék működéséhez azonban közepes vagy alacsony teljesítményre van szükség. Nagy teljesítményű áramforrás használata minden ipari terhelésnél előnyös lehet egyes, nagy energiát igénylő motorok számára, míg a többi terhelést károsíthatja. Egyes középfeszültségű motoros meghajtók és közüzemi alkalmazások közepes feszültséget igényelnek. A többszintű invertert 1975 óta vezették be alternatívaként nagy teljesítményű és középfeszültségű helyzetekben. A többszintű inverter olyan, mint egy inverter, és ipari alkalmazásokhoz használják alternatívaként nagy teljesítményű és középfeszültségű helyzetekben.
Többszintű inverter
Általános DC-AC inverter áramkör
A többszintű átalakítónak nagy kimeneti teljesítményt kell adnia a középfeszültség-forrásból. Az olyan források, mint az elemek, a szuperkondenzátorok, a napelem középfeszültségű források. A többszintű inverter több kapcsolóból áll. A többszintű inverterben az elrendezés kapcsolók szöge nagyon fontos.
A többszintű inverter típusai:
A többszintű inverterek háromféle.
- Diódás bilincses többszintű inverter
- Repülő kondenzátorok többszintű inverter
- Lépcsőzetes H-híd többszintű inverter
Diódás bilincses többszintű inverter:
Ennek a frekvenciaváltónak a fő koncepciója a diódák használata, és a különböző fázisokon keresztüli többszörös feszültségszinteket biztosítja a soros kondenzátorbankoknak. A dióda korlátozott feszültséget továbbít, ezáltal csökkentve a többi elektromos eszköz feszültségét. A maximális kimeneti feszültség a bemenő egyenfeszültség fele. Ez a diódával rögzített többszintű inverter fő hátránya. Ez a probléma megoldható a kapcsolók, diódák, kondenzátorok növelésével. A kondenzátorok kiegyensúlyozásával kapcsolatos kérdések miatt ezek a három szintre korlátozódnak. Ez a fajta inverter nagy hatékonyságot biztosít az összes kapcsolóberendezéshez alkalmazott alapvető frekvencia miatt, és ez egy egyszerű módszer a hátsó-hátsó áramátviteli rendszerekre.
Például: 5 szintes diódával kapcsolt többszintű inverter, 9 szintes diódával kapcsolt többszintű inverter.
- Az 5 szintes, diódával kapcsolt többszintű inverter kapcsolókat használ, diódákat egyetlen kondenzátort használ, így a kimeneti feszültség a bemeneti DC fele.
- A 9 szintes diódával kapcsolt többszintű inverter kapcsolókat használ, a diódák kondenzátorai kétszer nagyobbak, mint az 5 szintes diódás bilincses inverterek. Tehát a kimenet több, mint a bemenet.
5 szintes diódás bilincses többszintű inverter
Diódás bilincses többszintű inverter alkalmazásai:
- Statikus var kompenzáció
- Változtatható fordulatszámú motoros hajtások
- Nagyfeszültségű rendszer-összeköttetések
- Nagyfeszültségű egyenáramú és váltóáramú távvezetékek
Repülő kondenzátorok többszintű invertere:
Ennek az inverternek a fő koncepciója a kondenzátorok használata. Kondenzátorral befogott kapcsolócellák soros csatlakozásáról van szó. A kondenzátorok a korlátozott feszültségmennyiséget továbbítják az elektromos eszközökre. Ebben az inverterben a kapcsolási állapotok olyanok, mint a diódával kapcsolt inverterben. Az ilyen típusú többszintű invertereknél nincs szükség szorító diódákra. A kimenet a bemenő egyenfeszültség fele. A repülõ kondenzátorok többszintû inverterének hátránya. A fázison belül is van kapcsolási redundanciája a repülő kondenzátorok kiegyensúlyozásához. Irányítani tudja az aktív és a meddő teljesítmény áramlását is. De a nagyfrekvenciás kapcsolás miatt bekapcsolási veszteségek történnek.
EX: 5 szintes repülő kondenzátorok többszintű inverter, 9 szintű repülő kondenzátorok többszintű inverter.
- Ez az inverter megegyezik azzal a diódával rögzített multi inverterrel
- Ebben az inverterben csak kapcsolókat és kondenzátorokat használnak.
5 szintes repülő kondenzátorok többszintű inverter
Repülő kondenzátorok többszintű inverterének alkalmazásai
- Indukciós motor vezérlése DTC (Direct Torque Control) áramkörrel
- A statikus generáció volt
- AC-DC és DC-AC átalakító alkalmazások egyaránt
- Harmonikus torzító képességű átalakítók
- Szinuszos áramú egyenirányítók
Lépcsőzetes H-Bridge többszintű inverter:
A lépcsőzetes H-bride többszintű inverter kondenzátorokat és kapcsolókat használ, és kevesebb alkatrészt igényel minden szinten. Ez a topológia egy erőátalakító cellák sorozatából áll, és az erő könnyen méretezhető. A kondenzátorok és kapcsolók párjának kombinációját H-hídnak nevezik, és minden H-hídhoz külön bemeneti egyenfeszültséget ad. H-híd cellákból áll, és mindegyik cella képes biztosítani a három különböző feszültséget, például nulla, pozitív DC és negatív DC feszültségeket. Az ilyen típusú többszintű inverter egyik előnye, hogy kevesebb alkatrészre van szüksége a diódával befogott és a repülő kondenzátor inverterekhez képest. Az inverter ára és súlya kisebb, mint a két inverteré. A lágy kapcsolás néhány új kapcsolási módszerrel lehetséges.
Többszintű kaszkád invertereket használnak a hagyományos többfázisú inverterek esetén szükséges terjedelmes transzformátorok kiküszöbölésére, a diódás rögzítésű invertereknél szükséges szorító diódák és a repülő kondenzátor inverterek esetén szükséges kondenzátorok kiküszöbölésére. De ezekhez nagyszámú elszigetelt feszültség szükséges az egyes cellák ellátásához.
Például: 5- H-híd többszintű inverter, 9- H-híd bilincses többszintű inverter.
- Ez az inverter is megegyezik azzal a diódával rögzített multi inverterrel.
5- H-Bridge többszintű inverter
Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter alkalmazásai
- Motoros hajtások
- Aktív szűrők
- Elektromos járművek
- DC áramforrás kihasználása
- Teljesítménytényező kompenzátorok
- Vissza a frekvenciaváltó rendszerekhez
- Összekapcsolás a megújuló energiaforrásokkal.
A többszintű inverter előnyei:
A többszintű átalakítónak számos előnye van:
1. Közös módú feszültség:
A többszintű inverterek közös üzemmódú feszültséget termelnek, csökkentve a motor feszültségét, és nem károsítják a motort.
2. Bemeneti áram:
A többszintű inverterek alacsony torzítással képesek bemeneti áram felvételére
3. Kapcsolási frekvencia:
A többszintű inverter mind az alapvető kapcsolási frekvenciákon képes működni, amelyek magasabb kapcsolási frekvenciával és alacsonyabb kapcsolási frekvenciával rendelkeznek. Meg kell jegyezni, hogy az alacsonyabb kapcsolási frekvencia alacsonyabb kapcsolási veszteséget jelent és magasabb hatékonyságot ér el.
4. Csökkentett harmonikus torzítás:
A szelektív harmonikus eliminációs technika és a többszintű topológia együttesen azt eredményezi, hogy a teljes harmonikus torzítás alacsony lesz a kimeneti hullámformában anélkül, hogy bármilyen szűrő áramkört használna.
Photo Credit:
- 5 szintes diódával rögzített többszintű inverter xplqa30.ieee
- 5 szintes repülő kondenzátorok többszintű inverter eredet-ars
- 5-H-Bridge többszintű inverter hatalom.eecss
