Kas yra „Full Bridge Inverter“: darbas ir jo taikymas

Inverteris yra elektrinis įtaisas, kuris išėjimo pusėje paverčia nuolatinės srovės įėjimo maitinimą į simetrišką kintamosios srovės įtampą, standartinio dydžio ir dažnio. Jis taip pat vadinamas DC į AC keitiklį . Idealus keitiklio įėjimas ir išvestis gali būti pavaizduoti sinusoidinėse ir ne sinusoidinėse bangų formose. Jei keitiklio įvesties šaltinis yra įtampos šaltinis, sakoma, kad keitiklis vadinamas įtampos šaltinio keitikliu (VSI) ir jei keitiklio įvesties šaltinis yra srovės šaltinis, jis vadinamas srovės šaltinio keitikliu (CSI) . Inverteriai skirstomi į 2 tipus pagal naudojamo krovinio tipą, t. vienfazis keitikliai ir trifaziai keitikliai. Vienfaziai keitikliai dar skirstomi į 2 tipų pusiau tiltinius ir pilno tilto keitiklius. Šiame straipsnyje paaiškinama išsami viso tilto keitiklio konstrukcija ir veikimas.

Kas yra vienfazis viso tilto keitiklis?

Apibrėžimas: Viso tilto vienfazis keitiklis yra perjungimo įtaisas, generuojantis kvadratinės bangos kintamosios srovės išėjimo įtampą, naudojant nuolatinės srovės įėjimą, sureguliuojant jungiklio įjungimą ir išjungimą pagal atitinkamą perjungimo seką, kur sukurta išėjimo įtampa yra formos + Vdc , -Vdc, arba 0.

Inverterių klasifikacija

Inverteriai skirstomi į 5 tipus

Pagal išvesties charakteristikas

• Kvadratinių bangų keitiklis
• Jo bangos keitiklis
• Modifikuotas sinusinės bangos keitiklis.

Pagal keitiklio šaltinį

• Srovės šaltinio keitiklis
• Įtampos šaltinio keitiklis

Pagal apkrovos tipą

Vienfazis keitiklis

• Pusiau tilto keitiklis
• Viso tilto keitiklis

Trifaziai keitikliai

• 180 laipsnių režimas
• 120 laipsnių režimas

Pagal skirtingą PWM techniką

• Paprasta impulso pločio moduliacija (SPWM)
• Kelių impulsų pločio moduliacija (MPWM)
• Sinusoidinio impulso pločio moduliacija (SPWM)
• Modifikuota sinusinio impulso pločio moduliacija (MSPWM)

Pagal išvesties lygių skaičių.

• Įprasti 2 lygio keitikliai
• Daugiapakopis keitiklis.

Statyba

Viso tilto keitiklio konstrukcija yra tokia, kad ją sudaro 4 smulkintuvai, kur kiekvienas smulkintuvas susideda iš tranzistorius arba tiristorius ir a diodas , pora sujungta kartu, tai yra

• T1 ir D1 sujungtos lygiagrečiai,
• T4 ir D2 sujungiami lygiagrečiai,
• T3 ir D3 sujungtos lygiagrečiai, ir
• T2 ir D4 sujungiami lygiagrečiai.

Apkrova V0 yra sujungta tarp smulkintuvų poros ties „AB“, o T1 ir T4 galiniai gnybtai yra prijungti prie įtampos šaltinio VDC, kaip parodyta žemiau.

Viso tilto vienfazio keitiklio grandinės schema

Ekvivalentišką grandinę galima pavaizduoti jungiklio pavidalu, kaip parodyta žemiau

Diodo srovės lygtis

Vienfazio pilno tilto keitiklio darbas

Vienfazio viso tilto naudojimas RLC apkrova keitiklį galima paaiškinti naudojant šiuos scenarijus

Per didelis slopinimas ir sumažinimas

Nuo grafiko nuo 0 iki T / 2, jei RLC apkrovai taikome nuolatinės srovės sužadinimą. Gauta išėjimo apkrovos srovė yra sinusinės bangos formos. Kadangi naudojama RLC apkrova, RLC apkrovos reaktyvumas pateikiamas 2 sąlygomis kaip XL ir XC

1 kod .: Jei XL> XC, tai veikia kaip atsilikusi apkrova ir sakoma, kad tai vadinama kaip pernelyg slopinta sistema ir

2 sąlyga: Jei XL

Viso tilto keitiklio bangos forma

Laidumo kampas

Kiekvieno laidumo kampas perjungti ir kiekvieną diodą galima nustatyti naudojant V0 ir I0 bangos formą.

Esant atsiliekančiai apkrovai

1 atvejis: Nuo φ iki π, V0> 0 ir I0> 0, tada jungikliai S1, S2 atlieka
2 atvejis: Nuo 0 iki φ, V0> 0 ir I0<0 then diodes D1, D2 conducts
3 atvejis: Nuo π + φ iki 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
4 atvejis: Forma π - π + φ, V0 0, tada atlieka diodai D3, D4.

Esant pirmaujančiai apkrovai

1 atvejis: Nuo 0 iki π - φ, V0> 0 ir I0> 0 tada jungikliai S1, S2 atlieka

2 atvejis: Nuo π - φ iki π, V0> 0 ir I0<0 then diodes D1, D2 conducts

3 atvejis: Nuo π iki 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

4 atvejis: 2 forma π - φ - 2 π, V0 0, tada atlieka diodai D3, D4

5 atvejis: Iki φ iki 0, D3 ir D4.

Todėl kiekvieno diodo laidumo kampas yra „Phi“ ir kiekvieno laidumo kampas Tiristorius arba tranzistorius yra „Π - φ“.

Priverstinė komutacija ir savireguliacija

Savikomutacijos situaciją galima stebėti esant pagrindinei apkrovai

Iš grafiko galime pastebėti, kad „nuo φ iki π - φ“, S1 ir S2 atlieka laidą, o po to, kai „π - D“, D1, D2 veda, šioje vietoje priekinės įtampos kritimas per D1 ir D2 yra 1 voltas. Kai S1 ir S2 susiduria su neigiama įtampa po „π - φ“, todėl S1 ir S2 išsijungia. Taigi šiuo atveju galima keisti save.

Viso tilto keitiklio bangos forma

Priverstinio perkėlimo situaciją galima stebėti esant atsiliekančiai apkrovai

Iš grafiko galime pastebėti, kad „o iki φ“, D1 ir D2 yra laidūs, o nuo π iki φ - S1 ir S2 - laidūs ir yra trumpai sujungiami. Po „φ“ D3 ir D4 elgiasi tik tada, kai S1 ir S2 yra išjungti, tačiau ši sąlyga gali būti įvykdyta tik priverčiant S1 ir S2 išsijungti. Vadinasi, vartojame priverstinio sampratą perjungimas .

Formulės

1). Kiekvieno diodo laidumo kampas yra Phi

2). Kiekvieno tiristoriaus laidumo kampas yra π - φ .

3). Savaiminis komutavimas galimas tik esant pagrindinei galios koeficiento apkrovai arba silpnai slopintai sistemai grandinės išjungimo metu t_c= φ / m_{0 .}Kur w0 yra pagrindinis dažnis.

4). Furjė serija V₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ] Nuodėmė n₀t

5). Aš₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Nuodėmė₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_{nuolatinė srovė}/ Pi

7). Aš_01max= 4 V_{nuolatinė srovė}/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^du+ (n₀L - 1 / n g₀C) kur n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= taip^-1[( / R]

10). Pagrindinis poslinkio faktorius F_DF= cos Phi

11). I diodo srovės lygtis_Do bangos forma pateikiama taip

Aš_{D01 (vid.)}= 1 / 2π [∫₀^PhiAš_{01 maks}Nuodėmė (m₀t - φ₁)] dwt

Aš_{D01 (faktinis efektas)}= [1 / 2π [∫₀^PhiAš₀₁^du_maksBe^du(t₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diodo srovės lygtis

12). I jungiklio arba tiristoriaus srovės lygtis_To bangos forma pateikiama taip

Aš_{T01 (vid.)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiAš_{01 maks}Nuodėmė (m₀t - φ₁)] dwt

Aš_{T01 (faktinis efektas)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiAš₀₁^du_maksBe^du(t₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Tiristoriaus bangos forma

Vienfazio pilno tilto keitiklio privalumai

Šie privalumai

• Įtampos svyravimo nebuvimas grandinėje
• Tinka esant didelei įėjimo įtampai
• Energiją taupančių
• Dabartinis maitinimo prietaisai yra lygus apkrovos srovei.

Vienfazio pilno tilto keitiklio trūkumai

Toliau pateikiami trūkumai

• Viso tilto keitiklio efektyvumas (95%) yra mažesnis nei pusė tilto keitiklio (99%).
• Nuostoliai dideli
• Didelis triukšmas.

Vienfazio pilno tilto keitiklio programos

Toliau pateikiamos programos

• Taikoma tokiose programose kaip mažos ir vidutinės galios kvadratinės bangos pavyzdžiai / beveik kvadratinė banga Įtampa
• Iškreipta sinusinė banga naudojama kaip įvestis didelės galios programose
• Naudojant didelės spartos puslaidininkinius įtaisus, harmoniką išėjime galima sumažinti PWM technikos
• kitos programos, pvz., kintamosios srovės kintamas variklis , šildymas indukcinis įtaisas , budėjimo režimu maitinimo šaltinis
• Saulės keitikliai
• kompresoriai ir kt

Taigi, keitiklis yra elektrinis prietaisas kuris paverčia nuolatinės srovės įėjimo maitinimą į standartinio dydžio ir dažnio asimetrinę kintamąją įtampą išėjimo pusėje. Pagal apkrovos tipą vienfazis keitiklis klasifikuojamas į 2 tipus, pavyzdžiui, pusės tilto keitiklį ir viso tilto keitiklį. Šiame straipsnyje paaiškinama apie viso tilto vienfazį keitiklį. Jį sudaro 4 tiristoriai ir 4 diodai, kurie kartu veikia kaip jungikliai. Priklausomai nuo jungiklio padėčių, veikia viso tilto keitiklis. Pagrindinis viso tilto per pusę tilto privalumas yra tas, kad išėjimo įtampa yra 2 kartus didesnė už įėjimo įtampą, o išėjimo galia yra 4 kartus didesnė, palyginti su pusiau tilto keitikliu.