Tam Köprü İnvertörü Nedir: Çalışma ve Uygulaması

İnvertör, DC giriş beslemesini çıkış tarafında standart büyüklük ve frekansa sahip simetrik AC voltajına dönüştüren elektrikli bir cihazdır. Olarak da adlandırılır DC'den AC'ye dönüştürücü . İdeal bir invertör girişi ve çıkışı, sinüzoidal ve sinüzoidal olmayan dalga formlarında gösterilebilir. Sürücünün giriş kaynağı bir gerilim kaynağı ise, sürücünün bir gerilim kaynağı çevirici (VSI) olduğu ve sürücüye giriş kaynağı bir akım kaynağı ise o zaman akım kaynağı çevirici (CSI) olarak adlandırılır. . İnvertörler, kullanılan yük tipine göre 2 tipte sınıflandırılır; Tek aşama invertörler ve üç fazlı invertörler. Tek fazlı inverterler ayrıca 2 tip yarım köprü inverter ve tam köprü inverter olarak sınıflandırılır. Bu makale, tam köprülü bir invertörün ayrıntılı yapısını ve çalışmasını açıklamaktadır.

Tek Fazlı Tam Köprü İnvertör nedir?

Tanım: Tam köprülü tek fazlı bir invertör, üretilen çıkış voltajının + Vdc biçiminde olduğu uygun anahtarlama sırasına göre anahtarı AÇIK ve KAPALI konuma getirerek DC girişinin uygulanmasında kare dalga AC çıkış voltajı üreten bir anahtarlama cihazıdır. , -Vdc veya 0.

Eviricilerin Sınıflandırılması

İnvertörler 5 tipte sınıflandırılırlar

Çıkış özelliklerine göre

• Kare dalga invertör
• Dalga invertörü
• Modifiye edilmiş sinüs dalgası invertörü.

İnvertörün kaynağına göre

• Akım kaynaklı invertör
• Gerilim kaynağı invertörü

Yük tipine göre

Tek fazlı invertör

• Yarım köprü invertör
• Tam köprü invertörü

Üç fazlı invertörler

• 180 derece modu
• 120 derece modu

Farklı PWM tekniğine göre

• Basit darbe genişliği modülasyonu (SPWM)
• Çoklu darbe genişlik modülasyonu (MPWM)
• Sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SPWM)
• Modifiye edilmiş sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (MSPWM)

Çıkış seviyelerinin sayısına göre.

• Normal 2 seviyeli invertörler
• Çok seviyeli invertör.

İnşaat

Tam köprülü invertörün yapısı, her bir kıyıcının bir çift parçadan oluştuğu 4 kıyıcıdan oluşur. transistör veya bir tristör ve bir diyot , birbirine bağlı çift yani

• T1 ve D1 paralel bağlanır,
• T4 ve D2 paralel bağlanır,
• T3 ve D3 paralel bağlanır ve
• T2 ve D4 paralel bağlanır.

“AB” deki kıyıcı çifti arasına bir V0 yükü bağlanır ve T1 ve T4'ün uç terminalleri aşağıda gösterildiği gibi gerilim kaynağı VDC'ye bağlanır.

Tam Köprü Tek Fazlı İnvertörün Devre Şeması

Eşdeğer bir devre, aşağıda gösterildiği gibi anahtar şeklinde gösterilebilir.

Diyot Akım Denklemi

Tek Fazlı Tam Köprü İnvertörün Çalışması

Tek fazlı tam köprünün çalışması RLC yükü inverter aşağıdaki senaryolar kullanılarak açıklanabilir

Aşırı sönümleme ve Düşük sönümleme

RLC yüküne DC uyarımı uygularsak 0'daki grafikten T / 2'ye. Elde edilen çıkış yük akımı sinüzoidal dalga biçimindedir. RLC yükü kullanıldığından, RLC yükünün reaktansı XL ve XC olarak 2 koşulda temsil edilir.

Kodlama1: XL> XC ise, yük gecikmesi gibi davranır ve aşırı sönümlü sistem olarak adlandırıldığı ve

Koşul2: XL ise

Tam Köprü İnvertör Dalga Formu

İletim Açısı

Her birinin iletim açısı değiştirmek ve her diyot, V0 ve I0 dalga biçimi kullanılarak belirlenebilir.

Gecikmeli Yük Durumunda

Dava 1: Φ'dan π'ye, V0> 0 ve I0> 0 sonra S1 anahtarları, S2
Örnek 2: 0'dan φ'ye, V0> 0 ve I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Örnek 3: Π + φ ile 2 π arasında, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Örnek 4: Form π ila π + φ, V0 0 sonra D3, D4 diyotları iletir.

Öncü Yük Durumunda

Dava 1: 0'dan π - φ, V0> 0 ve I0> 0'dan sonra S1, S2 anahtarları iletir

Örnek 2: Π - φ'dan π'ye, V0> 0 ve I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Örnek 3: Π'den 2'ye π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Örnek 4: Form 2 π - φ ila 2 π, V0 0 sonra diyotlar D3, D4 iletir

Vaka 5: Φ ila 0, D3 ve D4 davranışından önce.

Bu nedenle her diyotun iletim açısı 'Phi' ve her birinin iletim açısı Tristör veya Transistör 'Π - φ'.

Zorunlu Değişim ve Kendi Kendine Değişim

Önde Gelen Yük Durumunda Kendiliğinden Değişim Durumu Gözlenebilir

Grafikten “φ - π - φ”, S1 ve S2'nin iletken olduğunu ve “π - φ” sonrasında D1, D2'nin ilettiğini, bu noktada D1 ve D2 arasındaki ileri gerilim düşüşünün 1 Volt olduğunu görebiliriz. S1 ve S2, “π - φ” sonrasında negatif voltajla karşı karşıya kalır ve bu nedenle S1 ve S2 kapanır. Dolayısıyla bu durumda kendi kendine yer değiştirme mümkündür.

Tam Köprü İnvertör Dalga Formu

Gecikmeli Yük Durumunda Zorlanmış Değişim Durumu Gözlenebilir

Grafikten, “o'dan φ'ye”, D1 ve D2'nin iletken olduğunu ve π'dan φ'ye, S1 ve S2'nin iletken olduğunu ve kısa devre yaptığını görebiliriz. “Φ” den sonra D3 ve D4 yalnızca S1 ve S2 kapatılırsa iletilir, ancak bu koşul yalnızca S1 ve S2'yi kapanmaya zorlayarak karşılanabilir. Bu nedenle, zorlama kavramını kullanıyoruz geçiş .

Formüller

1). Her diyotun iletim açısı Phi

2). Her Tristörün iletim açısı π - φ .

3). Kendiliğinden yön değiştirme yalnızca önde gelen güç faktörü yükünde veya düşük sönümlü sistemde devre kapanma anında mümkündür t_c= φ / w_{0 .}W0 temel frekanstır.

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

5). ben₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Günah₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_dc/ Pi

7). ben_01max= 4 V_dc/ π Z₁

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

9). Phi_n= çok^-1[( / R]

10). Temel Yer Değiştirme faktörü F_DF= cos Phi

11). Diyot akımı denklemi I_Dve dalga formu aşağıdaki gibi verilir

ben_{D01 (ortalama)}= 1 / 2π [∫₀^Phiben_{En fazla 01}Günah (w₀t - φ₁)] dwt

ben_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^Phiben₀₁^iki_maxOlmadan^iki(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diyot Akım Denklemi

12). Anahtar veya tristör akım denklemi I_Tve dalga formu aşağıdaki gibi verilir

ben_{T01 (ortalama)}= 1 / 2π [∫_Phi^Piben_{En fazla 01}Günah (w₀t - φ₁)] dwt

ben_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^Piben₀₁^iki_maxOlmadan^iki(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Tristör Dalga Formu

Tek Fazlı Tam Köprü İnvertörün Avantajları

Aşağıdakiler avantajlardır

• Devrede voltaj dalgalanmasının olmaması
• Yüksek giriş voltajına uygun
• Verimli enerji
• Şu anki derecelendirme güç cihazları yük akımına eşittir.

Tek Fazlı Tam Köprü İnvertörün Dezavantajları

Aşağıdakiler dezavantajlardır

• Tam köprü invertörünün verimliliği (% 95), köprü invertörünün yarısından (% 99) daha azdır.
• Kayıplar yüksek
• Yüksek gürültü.

Tek Fazlı Tam Köprü İnvertör Uygulamaları

Aşağıdaki uygulamalar

• Düşük ve orta güçlü örnek kare dalga gibi uygulamalarda uygulanabilir / yarı kare dalga Voltaj
• Bozulmuş sinüzoidal dalga, yüksek güç uygulamalarında girdi olarak kullanılır.
• Yüksek hızlı güç yarı iletken cihazları kullanarak, çıkıştaki harmonik içerikleri şu şekilde azaltılabilir: PWM teknikler
• AC gibi diğer uygulamalar değişken motor , ısıtma indüksiyon cihazı , yanında olmak güç kaynağı
• Solar İnvertörler
• kompresörler vb.

Böylece, bir invertör elektrikli bir cihazdır DC giriş beslemesini çıkış tarafında standart büyüklük ve frekansa sahip asimetrik AC voltajına dönüştürür. Yük tipine göre tek fazlı bir invertör, yarım köprü invertör ve tam köprü invertör gibi 2 tipte sınıflandırılır. Bu makale tam köprü tek fazlı invertörü açıklamaktadır. Birlikte anahtar görevi gören 4 tristör ve 4 diyottan oluşur. Anahtar konumlarına bağlı olarak tam köprü invertörü çalışır. Yarım köprüye göre tam köprünün temel avantajı, çıkış voltajının 2 kat giriş voltajı ve çıkış gücünün yarım köprü invertörüne kıyasla 4 kat olmasıdır.