Какво е пълен мостов инвертор: Работа и приложението му

Какво е пълен мостов инвертор: Работа и приложението му

Инверторът е електрическо устройство, което преобразува захранването с постоянен ток в симетрично променливо напрежение със стандартна величина и честота на изходната страна. Нарича се също така DC към AC преобразувател . Идеалният вход и изход на инвертора може да бъде представен в синусоидални и несинусоидални форми на вълната. Ако входният източник на инвертора е източник на напрежение, тогава инверторът се нарича инвертор на източника на напрежение (VSI) и ако входният източник към инвертора е източник на ток, тогава той се нарича инвертор на токов източник (CSI) . Инверторите са класифицирани в 2 типа според вида на товара, който се използва, т.е. монофазни инвертори и трифазни инвертори. Еднофазните инвертори се класифицират допълнително в 2 типа полумостови инвертори и инвертори с пълен мост. Тази статия обяснява подробната конструкция и работа на пълен мостов инвертор.



Какво представлява еднофазен пълен мостов инвертор?

Определение: Пълномостовият еднофазен инвертор е комутационно устройство, което генерира AC изходно напрежение с квадратна вълна при прилагането на постоянен ток чрез регулиране на включването и изключването на превключвателя въз основа на подходящата последователност на превключване, където генерираното изходно напрежение е с формата + Vdc , -Vdc, или 0.


Класификация на инверторите

Инверторите са класифицирани в 5 вида, които са





Според изходните характеристики

Според източника на инвертора



  • Инвертор на източника на ток
  • Инвертор на източника на напрежение

Според вида на товара


Монофазен инвертор

  • Полумостов инвертор
  • Пълен мостов инвертор

Трифазни инвертори

  • 180-градусов режим
  • 120-градусов режим

Според различна техника на ШИМ

  • Просто широчинно импулсна модулация (SPWM)
  • Модулация с многократна импулсна широчина (MPWM)
  • Синусоидална широчинно-импулсна модулация (SPWM)
  • Модифицирана синусоидална широчинно-импулсна модулация (MSPWM)

Според броя на изходните нива.

  • Регулаторни инвертори от 2 нива
  • Инвертор на много нива.

Строителство

Конструкцията на пълен мостов инвертор е, той се състои от 4 хеликоптера, като всеки хеликоптер се състои от чифт a транзистор или тиристор и a диод , двойка, свързани заедно, т.е.

  • T1 и D1 са свързани паралелно,
  • T4 и D2 са свързани паралелно,
  • T3 и D3 са свързани паралелно и
  • T2 и D4 са свързани паралелно.

Натоварване V0 е свързано между двойката хеликоптери в “AB” и крайните клеми на T1 и T4 са свързани към източник на напрежение VDC, както е показано по-долу.

Електрическа схема на еднофазен инвертор с пълен мост

Електрическа схема на еднофазен инвертор с пълен мост

Еквивалентна схема може да бъде представена под формата на превключвател, както е показано по-долу

Уравнение на диодния ток

Уравнение на диодния ток

Работа на еднофазен пълен мостов инвертор

Работата на еднофазен пълен мост с използване RLC натоварване инвертор може да се обясни, като се използват следните сценарии

Свръхзаглушаване и подтискане

От графика при 0 до T / 2, ако приложим DC възбуждане към RLC натоварване. Полученият ток на изходния товар е в синусоидална форма на вълната. Тъй като се използва RLC натоварването, съпротивлението на RLC натоварването е представено в 2 условия като XL и XC

Кодиция1: Ако XL> XC, той действа като изоставащ товар и се казва, че се нарича като свръхнамалена система и

Състояние2: Ако XL Пълна форма на мостова инверторна вълна

Пълна форма на мостова инверторна вълна

Ъгъл на проводимост

Ъгъл на проводимост на всеки превключвател и всеки диод може да бъде определен с помощта на формата на вълната на V0 и I0.

При изоставащо състояние на натоварване

Случай 1: От φ до π, V0> 0 и I0> 0 след това превключва S1, S2 проводници
Случай 2: 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: Форма π до π + φ, V0 0 след това диоди D3, D4 проводи.

При водещо състояние на натоварване

Случай 1: От 0 до π - φ, V0> 0 и I0> 0 след това превключва S1, S2 проводници

Случай 2: От π - φ до 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: Форма 2 π - φ до 2 π, V0 0 след това диоди D3, D4 проводи

Случай 5: Преди φ до 0, D3 и D4 провеждат.

Следователно ъгълът на проводимост на всеки диод е 'Фи' и ъгъла на проводимост на всеки Тиристор или транзисторът е “Π - φ”.

Принудителна комутация и самокомутация

Ситуацията на самокомутация може да се наблюдава при водещо състояние на натоварване

От графиката можем да забележим, че „φ до π - φ“, S1 и S2 провеждат и след като „π - φ“, D1, D2 провеждат, в този момент предният спад на напрежението през D1 и D2 е 1 волта. Където S1 и S2 са изправени пред отрицателно напрежение след „π - φ“ и така S1 и S2 се изключват. Следователно в този случай е възможна самокомутация.

Пълна форма на мостова инверторна вълна

Пълна форма на мостова инверторна вълна

Ситуацията с принудителна комутация може да се наблюдава при изоставащо състояние на натоварване

От графиката можем да забележим, че “от до φ”, D1 и D2 са проводници, а от π до φ, S1 и S2 са проводници и са късо съединение. След „φ“ D3 и D4 се провеждат само ако S1 и S2 са изключени, но това условие може да бъде изпълнено само чрез принуждаване на S1 и S2 да се изключат. Следователно използваме концепцията за принуда превключване .

Формули

1). Ъгълът на проводимост на всеки диод е Phi

2). Ъгълът на проводимост на всеки тиристор е π - φ .

3). Самокомутацията е възможна само при водещо натоварване с коефициент на мощност или система с недостатъчно затихване по време на изключване на веригата т° С= φ / w0 .Където w0 е основната честота.

4). Поредица на Фурие V0(t) = ∑п = 1,3,5а[4 VDC/ nπ] Sin n w0т

5). Аз0(t) = ∑п = 1,3,5а[4 VDC/ nπ l zнl] Sin n w0t + φн

6). V01макс= 4 Vdc/ Пи

7). Аз01макс= 4 Vdc/ π Z1

8). Мод Zн= Rдве+ (n w0L - 1 / n w0В) където n = 1,2,3,4 ... ..

9). Phiн= така-1[( / R]

10). Основен фактор на изместване FDF= cos Phi

11). Уравнение на диоден ток Iди формата на вълната е дадена, както следва

АзD01 (средно)= 1 / 2π [∫0PhiАз01 максГрех (w0t - φ1)] dwt

АзD01 (rms)= [1 / 2π [∫0PhiАз01двемаксБездве(ст0t - φ1) dwt]]1/2

Уравнение на диодния ток

Уравнение на диодния ток

12). Уравнение на ток на превключвател или тиристор Iти формата на вълната е дадена, както следва

АзT01 (средно)= 1 / 2π [∫PhiПиАз01 максГрех (w0t - φ1)] dwt

АзT01 (rms)= [1 / 2π [∫PhiПиАз01двемаксБездве(ст0t - φ1) dwt]]1/2

Тиристорна форма на вълната

Тиристорна форма на вълната

Предимства на еднофазен пълен мостов инвертор

Следват предимствата

  • Липса на колебания на напрежението във веригата
  • Подходящ за високо входно напрежение
  • Енергийна ефективност
  • Текущият рейтинг на захранващи устройства е равно на тока на натоварване.

Недостатъци на еднофазен пълен мостов инвертор

По-долу са посочени недостатъците

  • Ефективността на инвертора с пълен мост (95%) е по-малка от половината мостов инвертор (99%).
  • Загубите са високи
  • Силен шум.

Приложения на еднофазен пълен мостов инвертор

Следват приложенията

  • Приложимо в приложения като ниска и средна мощност пример квадратна вълна / квази квадратна вълна волтаж
  • Изкривената синусоидална вълна се използва като вход в приложения с висока мощност
  • Използвайки високоскоростни полупроводникови устройства, хармоничното съдържание на изхода може да бъде намалено с ШИМ техники
  • други приложения като AC променлив двигател , отопление индукционно устройство , в готовност захранване
  • Слънчеви инвертори
  • компресори и др

Поради това, инверторът е електрическо устройство който преобразува захранването с постоянен ток в асиметрично променливо напрежение със стандартна величина и честота на изходната страна. Според типа на товара еднофазният инвертор се класифицира в 2 типа, като полумостов инвертор и пълен мостов инвертор. Тази статия обяснява за еднофазен инвертор с пълен мост. Състои се от 4 тиристора и 4 диода, които заедно действат като превключватели. В зависимост от позициите на превключвателя работи инверторът с пълен мост. Основното предимство на пълния мост над полумоста е, че изходното напрежение е 2 пъти входно напрежение, а изходната мощност е 4 пъти в сравнение с полумостовия инвертор.