Mi a Full Bridge Inverter: Működés és alkalmazása

Az inverter olyan elektromos eszköz, amely a kimeneti oldalon egyenáramú bemeneti tápfeszültséget alakít át normál nagyságú és frekvenciájú szimmetrikus váltakozó feszültségre. Úgy is nevezik DC-AC átalakító . Az ideális inverter bemenet és kimenet szinuszos és nem szinuszos hullámformákban ábrázolható. Ha az inverter bemeneti forrása feszültségforrás, akkor azt mondják, hogy az invertert feszültségforrás-inverternek (VSI) hívják, és ha az inverter bemeneti forrása áramforrás, akkor áramforrás-inverternek (CSI) hívják . Az invertereket 2 típusba sorolják a használt terhelés típusa szerint, azaz egyfázisú inverterek és háromfázisú inverterek. Az egyfázisú invertereket további kétféle félhídi inverter és teljes híd inverter kategóriákba sorolják. Ez a cikk elmagyarázza a teljes híd inverter részletes felépítését és működését.

Mi az egyfázisú teljes híd inverter?

Meghatározás: A teljes híd egyfázisú inverter olyan kapcsolóberendezés, amely négyszöghullámú váltakozó áramú kimeneti feszültséget generál az egyenáramú bemenet alkalmazásával a kapcsoló be- és kikapcsolásának a megfelelő kapcsolási sorrend alapján történő beállításával, ahol a létrehozott kimeneti feszültség + Vdc alakú , -Vdc, vagy 0.

Az inverterek osztályozása

Az invertereket 5 típusba sorolják

A kimeneti jellemzők szerint

• Szögletes hullámú inverter
• Hullám invertere
• Módosított szinusz hullám inverter.

Az inverter forrása szerint

• Áramforrás inverter
• Feszültségforrás inverter

A terhelés típusa szerint

Egyfázisú inverter

• Félhíd inverter
• Teljes híd inverter

Háromfázisú inverterek

• 180 fokos mód
• 120 fokos mód

Különböző PWM technika szerint

• Egyszerű impulzus szélesség moduláció (SPWM)
• Többszörös impulzusszélesség moduláció (MPWM)
• Szinuszos impulzusszélesség-moduláció (SPWM)
• Módosított szinuszos impulzusszélesség-moduláció (MSPWM)

A kimeneti szintek száma szerint.

• Rendszeres 2 szintes inverterek
• Többszintű inverter.

Építkezés

A teljes híd inverter felépítése 4 darab szaggatóból áll, ahol minden szaggató egy tranzisztor vagy tirisztor és a dióda , pár összekapcsolva, vagyis

• T1 és D1 párhuzamosan vannak összekötve,
• A T4 és D2 párhuzamosan vannak összekötve,
• A T3 és a D3 párhuzamosan kapcsolódik, és
• A T2 és a D4 párhuzamosan kapcsolódik.

V0 terhelés van csatlakoztatva az „AB” szaggatópár közé, és a T1 és T4 végsorkapcsai a VDC feszültségforráshoz vannak csatlakoztatva az alábbiak szerint.

A teljes híd egyfázisú inverter áramköri rajza

Egy ekvivalens áramkört ábrázolhatunk a kapcsoló formájában az alábbiak szerint

Diódaáram egyenlet

Egyfázisú teljes híd inverter működése

Egyfázisú teljes híd használata RLC terhelés Az inverter a következő forgatókönyvekkel magyarázható

Túlcsillapítás és elnyomás

A 0 és T / 2 közötti grafikonon, ha egyenáramú gerjesztést alkalmazunk az RLC terhelésre. A kapott kimeneti terhelési áram szinuszos hullámformában van. Mivel az RLC terhelést használjuk, az RLC terhelés reaktanciája 2 körülmények között jelenik meg, mint XL és XC

1. kodíció: Ha XL> XC, akkor lemaradó terhelésként működik, és azt mondják, hogy túlcsillapított rendszernek hívják és

2. feltétel: Ha XL

Teljes híd inverter hullám űrlap

Vezetési szög

Mindegyik vezetési szöge kapcsoló és mindegyik dióda meghatározható a V0 és I0 hullámalak segítségével.

A lemaradó terhelés állapotában

1. eset: Φ -tól π-ig V0> 0 és I0> 0 kapcsolók S1, S2 vezet
2. eset: 0-tól φ-ig, V0> 0 és I0<0 then diodes D1, D2 conducts
3. eset: Π + φ-tól 2 π-ig, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
4. eset: A π - π + φ, V0 0 alakot ezután a D3, D4 diódák vezetik.

Vezető terhelési állapotban

1. eset: 0-tól π - φ-ig, V0> 0 és I0> 0, majd az S1 kapcsolók, S2 vezet

2. eset: Π - φ-től π-ig, V0> 0 és I0<0 then diodes D1, D2 conducts

3. eset: Π-től 2-ig π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

4. eset: A 2. forma π - φ - 2 π, V0 0, majd a D3, D4 diódák vezetnek

5. eset: A φ és 0 közötti értékek előtt a D3 és D4 vezetés.

Ezért az egyes diódák vezetési szöge 'Phi' és mindegyik vezetési szöge Tirisztor vagy a tranzisztor az „Π - φ”.

Kényszerített kommutáció és önkommutáció

Az önkommutációs helyzet megfigyelhető vezető terhelési állapotban

A grafikon alapján megfigyelhetjük, hogy „φ-tól π - φ-ig, S1 és S2 vezet, és miután a„ π - φ ”után D1, D2 vezet, ezen a ponton az előremenő feszültségesés D1 és D2 felett 1 volt. Ahol S1 és S2 negatív feszültséggel néznek szemben a „π - φ” után, és így S1 és S2 kikapcsol. Ennélfogva lehetséges az önkommutáció.

Teljes híd inverter hullám űrlap

Kényszerített kommutációs helyzet figyelhető meg lemaradó terhelés esetén

A grafikon alapján megfigyelhetjük, hogy „o-tól φ-ig, D1 és D2 vezet, míg π-től φ-ig S1 és S2 vezetnek, és rövidzárlatosak. A „φ” után a D3 és D4 csak akkor viselkedik, ha az S1 és S2 ki van kapcsolva, de ez a feltétel csak akkor teljesülhet, ha az S1 és S2 kikapcsolására kényszeríti. Ezért az erőltetett fogalmát használjuk átkapcsolás .

Képletek

1). Az egyes diódák vezetési szöge Phi

2). Az egyes tirisztorok vezetési szöge π - φ .

3). Az önkommutáció csak az előírt teljesítménytényező terhelésnél vagy az alacsony feszültségű rendszerben lehetséges az áramkör kikapcsolási idején t_c= φ / w_{0 .}Ahol w0 az alapvető frekvencia.

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

5.) én₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] bűn n w₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_egyenáram/ Pi

7). én_01max= 4 V_egyenáram/ π Z₁

8.) Mod Z_n= R^két+ (n w₀L - 1 / n sz₀C) ahol n = 1,2,3,4…

9.) Phi_n= így^-1[( / R]

10.) Alapvető elmozdulási tényező F_DF= cos Phi

11.) Diódaáram egyenlet I_Dés a hullámformát a következőképpen adjuk meg

én_{D01 (átl.)}= 1 / 2π [∫₀^Phién_{01 max}Bűn (w₀t - φ₁)] dwt

én_{D01 (effektív érték)}= [1 / 2π [∫₀^Phién₀₁^két_maxNélkül^két(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diódaáram egyenlet

12.) Kapcsoló vagy tirisztoros áramegyenlet I_Tés a hullámformát a következőképpen adjuk meg

én_{T01 (átl.)}= 1 / 2π [∫_Phi^Pién_{01 max}Bűn (w₀t - φ₁)] dwt

én_{T01 (effektív érték)}= [1 / 2π [∫_Phi^Pién₀₁^két_maxNélkül^két(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Tirisztor hullámforma

Az egyfázisú teljes híd inverter előnyei

A következők az előnyök

• A feszültségingadozás hiánya az áramkörben
• Alkalmas nagy bemeneti feszültségre
• Energiahatékony
• A. Jelenlegi minősítése áramellátó eszközök egyenlő a terhelési árammal.

Az egyfázisú teljes híd inverter hátrányai

A következők a hátrányok

• A teljes híd inverter (95%) hatékonysága kevesebb, mint a híd inverter fele (99%).
• A veszteségek nagyok
• Nagy zaj.

Az egyfázisú teljes híd inverter alkalmazásai

A következők az alkalmazások

• Alkalmazható olyan alkalmazásokban, mint például kis és közepes teljesítményű négyzethullám / kvázi négyzet alakú hullám feszültség
• A torzított szinuszos hullámot bemenetként használják a nagy teljesítményű alkalmazásokban
• Nagy sebességű félvezető eszközökkel a kimenet harmonikus tartalma csökkenthető PWM technikák
• egyéb alkalmazások, például az AC változó motor , fűtés indukciós eszköz , készenléti állapotban tápegység
• Solar inverterek
• kompresszorok stb

És így, az inverter elektromos eszköz amely a kimeneti oldalon egyenáramú bemenetet alakít át normál nagyságú és frekvenciájú aszimmetrikus váltakozó feszültségre. A terhelés típusa szerint az egyfázisú invertert két típusba sorolják, mint a félhídi inverter és a teljes híd inverter. Ez a cikk elmagyarázza a teljes híd egyfázisú invertert. 4 tirisztorból és 4 diódából áll, amelyek együttesen kapcsolóként működnek. A kapcsoló helyzetétől függően a teljes híd inverter működik. A teljes híd félhíddal szembeni fő előnye, hogy a kimeneti feszültség kétszerese a bemeneti feszültségnek és a kimenő teljesítménye négyszerese a félhíd inverteréhez képest.