Panimula sa iba't ibang uri ng inverters

Ginagamit ang alternating Kasalukuyang (AC) power supply para sa halos lahat ng mga pangangailangan sa tirahan, komersyal at pang-industriya. Ngunit ang pinakamalaking isyu sa AC ay hindi ito maiimbak para magamit sa hinaharap. Kaya't ang AC ay ginawang DC at pagkatapos ang DC ay nakaimbak sa mga baterya at ultra-capacitor. At ngayon tuwing kailangan ng AC, ang DC ay muling nai-convert sa AC upang patakbuhin ang mga gamit na nakabatay sa AC. Kaya't ang aparato na ginawang DC ang AC ay tinatawag na Inverter. Ginagamit ang inverter upang i-convert ang DC sa variable AC. Ang pagkakaiba-iba na ito ay maaaring nasa lakas ng boltahe, bilang ng mga phase, dalas o pagkakaiba-iba ng bahagi.

Pag-uuri ng Inverter

Ang Inverter ay maaaring maiuri sa maraming uri batay sa output, mapagkukunan, uri ng pag-load atbp Sa ibaba ay ang kumpletong pag-uuri ng mga inverter circuit:

(I) Ayon sa Katangian ng Output

Square Wave Inverter
Sine Wave Inverter
Binago ang Sine Wave Inverter

(II) Ayon sa Pinagmulan ng Inverter

Kasalukuyang Source Inverter
Pinagmulan ng Boltahe na Inverter

(III) Ayon sa Uri ng Pag-load

Single Phase Inverter
1. Half Bridge Inverter
2. Buong Bridge Inverter
Tatlong Phase Inverter
1. 180-degree mode
2. 120-degree mode

(IV) Ayon sa iba`t ibang PWM na Diskarte

Simpleng Pulse Width Modulation (SPWM)
Maramihang Pulse Width Modulation (MPWM)
Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM)
Binagong sinusoidal Pulse Width Modulation (MSPWM)

(V) Ayon sa Bilang ng Antas ng Output

Regular na Dalawang Antas na Inverter
Multi-Level Inverter

Ngayon tatalakayin nating isa-isa ang lahat. Maaari mong suriin ang isang sample na disenyo ng 12v DC hanggang 220v AC Inverter Circuit dito.

(I) Ayon sa Katangian ng Output

Ayon sa katangian ng output ng isang inverter, maaaring mayroong tatlong magkakaibang uri ng mga inverters.

Square Wave Inverter
Sine Wave Inverter
Binago ang Sine Wave Inverter

1) Inverter ng square wave

Ang output waveform ng boltahe para sa inverter na ito ay isang parisukat na alon. Ang ganitong uri ng inverter ay hindi gaanong ginagamit sa lahat ng iba pang mga uri ng inverter sapagkat ang lahat ng mga kagamitan ay dinisenyo para sa suplay ng sine wave. Kung nagbibigay kami ng square wave sa sine wave based appliance, maaari itong mapinsala o ang pagkalugi ay napakataas. Ang gastos ng inverter na ito ay napakababa ngunit ang application ay napakabihirang. Maaari itong magamit sa mga simpleng tool na may isang unibersal na motor.

2) Sine alon

Ang output waveform ng boltahe ay isang sine alon at binibigyan kami ng isang katulad na output sa supply ng utility. Ito ang pangunahing bentahe ng inverter na ito dahil ang lahat ng mga gamit na ginagamit namin, ay dinisenyo para sa sine wave. Kaya, ito ang perpektong output at nagbibigay ng garantiya na gagana ang kagamitan nang maayos. Ang ganitong uri ng mga inverters ay mas mahal ngunit malawak na ginagamit sa mga aplikasyon ng tirahan at komersyal.

3) Binago ang alon ng sine

Ang pagbuo ng ganitong uri ng inverter ay kumplikado kaysa sa simpleng square wave inverter ngunit mas madali kumpara sa purong sine wave inverter. Ang output ng inverter na ito ay hindi purong sine wave o square square. Ang output ng naturang inverter ay ang ilan sa dalawang mga square square. Ang output waveform ay hindi eksaktong sine wave ngunit ito ay kahawig ng hugis ng isang sine wave.

(II) Ayon sa Pinagmulan ng Inverter

Pinagmulan ng Boltahe na Inverter
Kasalukuyang Source Inverter

1) Kasalukuyang Source Inverter

Sa CSI, ang pag-input ay isang kasalukuyang mapagkukunan. Ang ganitong uri ng mga inverters ay ginagamit sa medium voltage application na pang-industriya, kung saan sapilitan ang mga de-kalidad na kasalukuyang mga form ng alon. Ngunit ang mga CSI ay hindi popular.

2) Inverter ng Pinagmulan ng Boltahe

Sa VSI, ang input ay isang mapagkukunan ng boltahe. Ang uri ng inverter na ito ay ginagamit sa lahat ng mga aplikasyon dahil mas mahusay ito at may mas mataas na pagiging maaasahan at mas mabilis na tugon sa pabago-bagong. Ang VSI ay may kakayahang magpatakbo ng mga motor nang walang de-rating.

(III) Ayon sa Uri ng Pag-load

Single-phase Inverter
Tatlong yugto na Inverter

1) single-phase inverter

Pangkalahatan, ang pag-load ng tirahan at komersyal ay gumagamit ng solong phase power. Ginagamit ang solong-phase inverter para sa ganitong uri ng application. Ang single-phase inverter ay nahahati sa dalawang bahagi;

Single Phase Half-bridge Inverter
Single Phase Full-bridge Inverter

A) Single Phase Half Bridge Inverter

Ang ganitong uri ng inverter ay binubuo ng dalawang mga thyristor at dalawang diode at koneksyon ay tulad ng ipinapakita sa ibaba ng pigura.

Sa kasong ito, ang kabuuang boltahe ng DC ay Vs at nahahati sa dalawang pantay na bahagi ng Vs / 2. Ang oras para sa isang pag-ikot ay T sec.

Para sa kalahating ikot ng 0

Para sa ikalawang kalahating ikot ng T / 2

Vo = Vs / 2

Sa pamamagitan ng operasyong ito, makakakuha tayo ng alternating boltahe na form ng alon na may dalas na 1 / T Hz at Vs / 2 na pinakamataas na amplitude. Ang output waveform ay isang square wave. Mapapasa ito sa filter at aalisin ang mga hindi nais na harmonika na nagbibigay sa amin ng purong sine waveform. Ang dalas ng waveform ay maaaring makontrol ng ON oras (Ton) at OFF oras (Toff) ng thyristor.

Ang lakas ng boltahe ng output ay kalahati ng boltahe ng suplay at panahon ng paggamit ng mapagkukunan ay 50%. Ito ay isang kawalan ng kalahating tulay inverter at solusyon ng ito ay buong tulay inverter.

B) Single Phase Full-bridge Inverter

Sa ganitong uri ng inverter, apat na mga thyristor at apat na mga diode ang ginagamit. Ang circuit diagram ng solong-phase na buong tulay ay tulad ng ipinakita sa ibaba ng figure.

Sa isang pagkakataon dalawang thyristors T1 at T2 ay nagsasagawa para sa unang kalahating ikot ng 0 <t <T / 2. Sa panahong ito, ang boltahe ng pag-load ay Vs na katulad ng boltahe ng suplay ng DC.

Para sa ikalawang kalahating ikot ng T / 2 <t <T, nagsasagawa ng dalawang thyristors na T3 at T4. Ang boltahe ng pag-load sa panahong ito ay -Vs.

Dito maaari nating makuha ang boltahe ng output ng AC na katulad ng boltahe ng suplay ng DC at ang kadahilanan ng paggamit ng mapagkukunan ay 100%. Ang output boltahe ng alon ay parisukat na porma ng alon at ang mga filter ay ginagamit upang mai-convert ito sa isang sine alon.

Kung ang lahat ng mga thyristor ay nagsasagawa nang sabay o sa isang pares ng (T1 at T3) o (T2 at T4) kung gayon ang mapagkukunan ay maiikli lamang. Ang mga diode ay konektado sa circuit bilang feedback diode sapagkat ginagamit ito para sa feedback ng enerhiya sa pinagmulan ng DC.

Kung ihinahambing namin ang buong inverter ng tulay na may kalahating tulay na inverter, para sa naibigay na pag-load ng boltahe ng suplay ng DC, ang boltahe ng output ay dalawang beses at ang output ay lakas na apat na beses sa buong inverter ng tulay.

2) Tatlong Phase Bridge Inverter

Sa kaso ng pang-industriya na pagkarga, ginagamit ang tatlong yugto ng suplay ng ac at para dito, kailangan naming gumamit ng isang three-phase inverter. Sa ganitong uri ng inverter, anim na thyristors at anim na diode ang ginagamit at nakakonekta ang mga ito tulad ng ipinakita sa figure sa ibaba.

Maaari itong gumana sa dalawang mga mode ayon sa antas ng mga pulso sa gate.

180-degree mode
120-degree mode

A) mode na 180-degree

Sa ganitong mode ng pagpapatakbo, ang oras ng pagpapadaloy para sa thyristor ay 180 degree. Sa anumang oras ng panahon, tatlong mga thyristor (isang thyristor mula sa bawat yugto) ay nasa mode ng pagpapadaloy. Ang hugis ng phase voltage ay tatlong mga stepped waveform at ang hugis ng line voltage ay isang quasi-square na alon tulad ng ipinakita sa figure.

Vab = Va0 - Vb0 Vbc = Vb0 - Vc0 Vca = Vc0 - Va0

Yugto A	T1	T4	T1	T4
Yugto B	T6	T3	T6	T3	T6
Yugto C	T5	T2	T5	T2	T5
Degree	60	120	180	240	300	360	60	120	180	240	300	360
Nagsasagawa ang Thyristor	1 5 6	6 1 2	1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6	1 5 6	6 1 2	1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6

Sa operasyon na ito, ang agwat ng oras sa pagitan ng pagbawas ng papalabas na thyristor at pagpapadaloy ng papasok na thyristor ay zero. Kaya't ang sabay na pagpapadaloy ng papasok at papalabas na thyristor ay posible. Nagreresulta ito sa isang maikling circuit ng mapagkukunan. Upang maiwasan ang kahirapan na ito, ginagamit ang 120-degree mode ng pagpapatakbo.

B) 120-degree mode

Sa operasyon na ito, sa isang pagkakataon dalawa lamang ang mga thyristor na nagsasagawa. Ang isa sa mga phase ng thyristor ay hindi konektado sa positibong terminal o konektado sa negatibong terminal. Ang oras ng pagpapadaloy para sa bawat thyristor ay 120 degree. Ang hugis ng boltahe ng linya ay tatlong stepped waveform at hugis ng phase voltage ay isang quasi-square na form ng alon.

Yugto A	T1		T4		T1		T4
Yugto B	T6		T3		T6		T3		T6
Yugto C		T2		T5		T2		T5
degree	60	120	180	240	300	360	60	120	180	240	300	360
Nagsasagawa ang Thyristor	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	6 5	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	5 6

Ang alon ng boltahe ng linya, boltahe ng phase at pulso ng gate ng thyristor ay tulad ng ipinakita sa itaas na pigura.

Sa anumang kapangyarihan electronic switch, mayroong dalawang uri ng pagkalugi; pagkawala ng conduction at pagkawala ng paglipat. Ang pagkawala ng pagpapadaloy ay nangangahulugang SA pagkawala ng estado sa switch at ang pagkawala ng paglipat ay nangangahulugang OFF pagkawala ng estado sa switch. Pangkalahatan, ang pagkawala ng conduction ay mas malaki kaysa sa pagkawala ng paglipat sa halos lahat ng operasyon.

Kung isasaalang-alang namin ang mode na 180-degree para sa isang 60-degree na operasyon, tatlong switch ay bukas at tatlong switch ay sarado. Ang ibig sabihin ng kabuuang pagkawala ay katumbas ng tatlong beses ng pagkawala ng conduction kasama ang tatlong beses na pagkawala ng paglipat.

Kabuuang pagkawala sa 180-degree = 3 (pagkawala ng conductance) + 3 (pagkawala ng paglipat)

Kung isasaalang-alang namin ang 120-degree mode para sa isang operasyon na 60-degree, bukas ang dalawang switch at ang natitirang apat na switch ay sarado. Ang ibig sabihin ng kabuuang pagkawala ay katumbas ng dalawang beses na pagkawala ng conductance kasama ang apat na beses na pagkawala ng paglipat.

Kabuuang pagkawala sa 120-degree = 2 (pagkawala ng conductance) + 4 (pagkawala ng paglipat)

(IV) Pag-uuri Ayon sa Control Technique

Single Pulse Width modulation (solong PWM)
Maramihang Pulse Width Modulation (MPWM)
Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM)
Binago Sinusoidal Pulse Width Modulation (MSPWM)

Ang output ng inverter ay parisukat na signal ng alon at ang senyas na ito ay hindi ginagamit para sa pag-load. Ginagamit ang diskarteng lapad ng pulso lapad (PWM) upang makontrol ang boltahe ng output ng AC. Ang kontrol na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagkontrol ng ON at OFF na panahon ng mga switch. Sa pamamaraan ng PWM ginagamit ang dalawang signal; ang isa ay sangguniang signal at pangalawa ay tatsulok na signal ng carrier. Ang pulso ng gate para sa mga switch ay nabuo sa pamamagitan ng paghahambing sa dalawang signal na ito. Mayroong iba't ibang mga uri ng mga diskarte sa PWM.

1) Single Pulse Width modulation (solong PWM)

Para sa bawat kalahating ikot, ang tanging pulso ay magagamit sa diskarteng ito ng pagkontrol. Ang signal ng sanggunian ay parisukat na signal ng alon at ang signal ng carrier ay tatsulok na signal ng alon. Ang pulso ng gate para sa mga switch ay nabuo sa pamamagitan ng paghahambing ng sangguniang signal at signal ng carrier. Ang dalas ng boltahe ng output ay kinokontrol ng dalas ng signal ng sanggunian. Ang amplitude ng signal ng sanggunian ay Ar at ang amplitude ng signal ng carrier ay Ac, kung gayon ang modulation index ay maaaring tukuyin bilang Ar / Ac. Ang pangunahing disbentaha ng diskarteng ito ay ang mataas na nilalaman ng pagharmonya.

2) Maramihang Pulse Width Modulation (MPWM)

Ang sagabal ng solong pulso na lapad na pamamaraan ng modulasyon ay nalulutas ng maraming PWM. Sa pamamaraang ito, sa halip na isang pulso, maraming mga pulso ang ginagamit sa bawat kalahating ikot ng boltahe ng output. Ang gate ay nabuo sa pamamagitan ng paghahambing ng sangguniang signal at signal ng carrier. Ang dalas ng output ay kinokontrol ng pagkontrol ng dalas ng signal ng carrier. Ginagamit ang index ng modulation upang makontrol ang boltahe ng output.

Ang bilang ng mga pulso bawat kalahating ikot = fc / (2 * f0)

Kung saan ang fc = dalas ng signal ng carrier

f0 = dalas ng output signal

3) Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM)

Ang diskarteng ito sa pagkontrol ay malawakang ginagamit sa mga pang-industriya na aplikasyon. Sa itaas ng parehong pamamaraan, ang signal ng sanggunian ay isang parisukat na signal ng alon. Ngunit sa pamamaraang ito, ang signal ng sanggunian ay isang sine signal ng alon. Ang pulso ng gate para sa mga switch ay nabuo sa pamamagitan ng paghahambing ng signal ng sangguniang alon ng sine sa triangular carrier wave. Ang lapad ng bawat pulso ay nag-iiba na may pagkakaiba-iba ng malawak ng alon ng sine. Ang dalas ng output waveform ay pareho sa dalas ng signal ng sanggunian. Ang boltahe ng output ay isang alon ng sine at ang boltahe ng RMS ay maaaring makontrol ng index ng modulation. Ang mga Waveform ay ipinapakita sa ibaba ng pigura.

4) Binago Sinusoidal Pulse Width Modulation (MSPWM)

Dahil sa katangian ng sine wave, ang pulso na lapad ng alon ay hindi maaaring mabago nang may pagkakaiba-iba sa modulation index sa SPWM na diskarte. Iyon ang dahilan, ipinakilala ang diskarteng MSPWN. Sa pamamaraang ito, ang signal ng carrier ay inilalapat sa una at huling agwat ng 60-degree ng bawat kalahating ikot. Sa ganitong paraan, ang katangian ng pagharmonya nito ay napabuti. Ang pangunahing bentahe ng diskarteng ito ay nadagdagan pangunahing sangkap, nabawasan ang bilang ng mga aparato ng paglipat ng kuryente at nabawasan ang pagkawala ng paglipat. Ang waveform ay tulad ng ipinapakita sa ibaba ng pigura.

(V) Ayon sa Bilang ng Mga Antas sa Output

Regular na Dalawang Antas na Inverter
Multi-level Inverter

1) Regular na dalawang antas na Inverter

Ang mga inverters na ito ay mayroon lamang mga antas ng boltahe sa output na positibong boltahe ng rurok at negatibong boltahe ng rurok. Minsan, ang pagkakaroon ng isang antas ng zero-boltahe ay kilala rin bilang isang dalawang antas na inverter.

2) Multilevel Inverters

Ang mga inverters na ito ay maaaring magkaroon ng maraming mga antas ng boltahe sa output. Ang multi-level inverter ay nahahati sa apat na bahagi.

- Lumilipad na capacitor Inverter

- Diode-clamp Inverter

- Hybrid Inverter

- Cascade H-type Inverter

Ang bawat inverter ay may sariling disenyo para sa pagpapatakbo, dito namin ipinaliwanag nang maikli ang inverter na ito upang makakuha ng isang pangunahing ideya tungkol sa mga ito.