Single phase kalahating tulay at buong tulay inverter gamit ang matlab

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.

Para sa mga solong application ng phase, ginagamit ang solong phase inverter. Pangunahin ang dalawang uri ng inverter na solong-phase: Half Bridge Inverter at Full Bridge Inverter. Pag-aaralan namin dito kung paano maitatayo ang mga inverters na ito at gayahin ang mga circuit sa MATLAB.

Half Bridge Inverter

Ang ganitong uri ng Inverter ay nangangailangan ng dalawang switch ng electronics (MOSFET). Ang MOSFET o IGBT ay ginagamit para sa layunin ng paglipat. Ang diagram ng circuit ng inverter na kalahating tulay ay tulad ng ipinakita sa ibabang pigura.

Tulad ng ipinakita sa circuit diagram, ang input ng boltahe ng DC ay Vdc = 100 V. Ang mapagkukunang ito ay nahahati sa dalawang pantay na bahagi. Ngayon ang mga pulso ng gate ay ibinibigay sa MOSFET tulad ng ipinakita sa ibabang pigura.

Ayon sa dalas ng output, ON oras at OFF oras ng MOSFET ay napagpasyahan at nabuo ang mga pulso sa gate. Kailangan namin ng 50Hz AC power, kaya't ang tagal ng panahon ng isang cycle (0 <t <2π) ay 20msec. Tulad ng ipinakita sa diagram, ang MOSFET-1 ay na-trigger para sa unang kalahating ikot (0 <t <π) at sa panahong ito ang panahon na MOSFET-2 ay hindi na-trigger. Sa panahong ito, ang kasalukuyang daloy sa direksyon ng arrow tulad ng ipinakita sa ibabang pigura at kalahating ikot ng output ng AC ay nakumpleto. Ang kasalukuyang mula sa pagkarga ay pakanan sa kaliwa at ang boltahe ng pag-load ay katumbas ng + Vdc / 2.

Sa ikalawang kalahating ikot (π <t <2π), ang MOSFET-2 ay na-trigger at ang mas mababang boltahe na mapagkukunan ay konektado sa pagkarga. Ang kasalukuyang mula sa pagkarga ay naiwan sa kanang direksyon at ang boltahe ng pag-load ay katumbas ng -Vdc / 2. Sa panahong ito, ang kasalukuyang daloy ay tulad ng ipinakita sa pigura at ang iba pang kalahating ikot ng output ng AC ay nakumpleto.

Buong Bridge Inverter

Sa ganitong uri ng inverter, apat na switch ang ginagamit. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng kalahating tulay at buong tulay na inverter ay ang maximum na halaga ng boltahe ng output. Sa kalahating tulay ng inverter, ang rurok na boltahe ay kalahati ng boltahe ng suplay ng DC. Sa buong inverter ng tulay, ang boltahe ng rurok ay pareho ng boltahe ng suplay ng DC. Ang circuit diagram ng buong inverter ng tulay ay tulad ng ipinakita sa ibaba ng pigura.

Ang pulso ng gate para sa MOSFET 1 at 2 ay pareho. Ang parehong switch ay tumatakbo nang sabay. Katulad nito, ang MOSFET 3 at 4 ay may parehong mga pulso ng gate at tumatakbo nang sabay. Ngunit, ang MOSFET 1 at 4 (patayong braso) ay hindi kailanman gumagalaw nang sabay. Kung mangyari ito, pagkatapos ay ang mapagkukunan ng boltahe ng DC ay maikliang circuited.

Para sa itaas na kalahating ikot (0 <t <π), ang MOSFET 1 at 2 ay napalitaw at kasalukuyang dadaloy tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba. Sa panahong ito, ang kasalukuyang daloy mula kaliwa hanggang kanang direksyon.

Para sa mas mababang kalahating ikot (π <t <2π), ang MOSFET 3 at 4 ay napalitaw at kasalukuyang dadaloy tulad ng ipinakita sa pigura. Sa panahong ito, ang kasalukuyang daloy mula kanan hanggang kaliwa na direksyon. Ang boltahe ng rurok ng pag-load ay kapareho ng DC supply voltage Vdc sa parehong kaso.

Simulation ng Half-Bridge Inverter sa MATLAB

Para sa simulation magdagdag ng mga elemento sa modelo ng file mula sa Simulink library.

1) 2 DC mapagkukunan - 50V bawat isa

2) 2 MOSFET

3) Resistive load

4) Tagabuo ng pulso

5) HINDI gate

6) Powergui

7) Pagsukat ng boltahe

8) GOTO at MULA

Ikonekta ang lahat ng mga bahagi ayon sa diagram ng circuit. Ang screenshot ng modelo ng modelo ng Half Bridge Inverter ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Ang gate pulse 1 at gate pulse 2 ay mga pulso ng gate para sa MOSFET1 at MOSFET2 na nabuo mula sa circuit generator ng gate. Ang pulso ng gate ay nabuo ng PULSE GENERATOR. Sa kasong ito, ang MOSFET1 at MOSFET2 ay hindi maaaring ma-trigger nang sabay. Kung mangyari ito kung gayon ang mapagkukunan ng boltahe ay maikliyo. Kapag ang MOSFET1 ay sarado, ang MOSFET2 ay bukas sa oras na iyon, at kapag ang MOSFET2 ay sarado ang MOSFET1 ay bukas sa oras na iyon. Kaya, kung bumubuo kami ng pulso sa gate para sa anumang isang MOSFET, maaari naming i-toggle ang pulso na iyon at gamitin para sa iba pang MOSFET.

Tagabuo ng Gate Pulse

Ipinapakita ng imahe sa itaas ang parameter para sa block ng pulse generator sa MATLAB. Ang panahon ay 2e-3 ay nangangahulugang 20 msec. Kung kailangan mo ng output ng dalas ng 60Hz, ang panahon ay magiging 16.67 msec. Ang lapad ng pulso ay nasa mga tuntunin ng porsyento ng panahon. Nangangahulugan ito na, ang pulso ng gate ay nabuo para sa lugar na ito lamang. Sa kasong ito, itinakda namin ito sa 50%, nangangahulugan ito na 50% na panahon ang pulso ng gate ay nabuo at 50% na panahon na gate pulse ay hindi nabuo. Ang pagkaantala ng yugto ay nakatakda sa 0 seg, nangangahulugang hindi kami nagbibigay ng anumang pagkaantala sa pulso ng gate. Kung mayroong anumang pagkaantala sa phase, nangangahulugan ito na malilikha ang gate pulse pagkatapos ng oras na ito. Halimbawa, kung ang pagkaantala ng phase ay 1e-3 kung gayon ang gate pulse ay mabubuo pagkatapos ng 10msec.

Sa pamamagitan ng ganitong paraan makakabuo tayo ng gate pulse para sa MOSFET1 at ngayon ay i-toggle namin ang gate pulse na ito at gagamitin ito para sa MOSFET2. Sa simulation, gagamitin namin ang lohikal na HINDI gate. Ang HINDI gate kabaligtaran output ay nangangahulugan na ito ay baguhin ang 1 sa 0 at 0 sa 1. Ito ay kung paano, maaari naming eksaktong makuha ang kabaligtaran ng pulso ng gate upang ang mapagkukunan ng DC ay hindi kailanman magiging maikling ikot.

Sa praktikal, hindi namin maaaring gamitin ang 50% lapad ng pulso. Ang MOSFET o anumang power electrical switch ay tumatagal ng maliit na oras upang patayin. Upang maiwasan ang maikling circuit ng mapagkukunan, ang lapad ng pulso ay itinakda sa paligid ng 45% upang payagan ang oras para sa mga MOSFET na patayin. Ang tagal ng oras na ito ay kilala bilang Dead Time. Ngunit, para sa layunin ng simulation, maaari naming gamitin ang 50% lapad ng pulso.

Output waveform para sa Half-Bridge Inverter

Ang screenshot na ito ay para sa output boltahe sa kabuuan ng pagkarga. Sa imaheng ito, makikita natin iyon, ang pinakamataas na halaga ng boltahe ng pag-load ay 50V, na kalahati ng DC supply at dalas ay 50Hz. Para sa kumpletong isang ikot, ang kinakailangang oras ay 20 msec.

Simulation ng Full Bridge Inverter sa MATLAB

Kung nakakuha ka ng output ng kalahating inverter ng tulay, madali itong ipatupad ang buong inverter ng tulay, dahil ang karamihan sa lahat ng mga bagay ay mananatiling pareho. Sa buong inverter din ng tulay, kailangan lamang namin ng dalawang pulso ng gate na kapareho ng half inverter ng tulay. Ang isang gate pulse ay para sa MOSFET 1 at 2 at ang kabaligtaran ng gate ng pulso na ito ay para sa MOSFET 3 at 4.

Mga sangkap na kinakailangan

1) 4 - MOSFET

2) 1 DC na mapagkukunan

3) Resistive load

4) Pagsukat ng boltahe

5) Tagabuo ng pulso

6) GOTO at MULA

7) powergui

Ikonekta ang lahat ng mga bahagi tulad ng ipinapakita sa screenshot sa ibaba.

Form ng alon ng output para sa Full Bridge Inverter

Ang screenshot na ito ay para sa output voltage sa kabuuan ng karga. Makikita natin rito, ang pinakamataas na halaga ng boltahe ng pag-load ay katumbas ng boltahe ng suplay ng DC na 100V.

Maaari mong suriin ang kumpletong paglalakad sa pamamagitan ng Video kung paano bumuo at gayahin ang Half Bridge at Full Bridge Inverter sa MATLAB sa ibaba.