Tatlong yugto na inverter circuit

Alam nating lahat ang tungkol sa inverter - ito ay isang aparato na ginawang DC ang DC. At dati naming nalaman ang tungkol sa Iba't ibang mga uri ng inverters at nagtayo ng isang solong phase 12v hanggang 220v inverter. Ang isang 3 Phase Inverter ay pinapalitan ang boltahe ng DC sa 3 Phase AC supply. Dito sa tutorial na ito, malalaman natin ang tungkol sa Three Phase Inverter at ang pagtatrabaho nito, ngunit bago pumunta sa anumang karagdagang ipaalam sa amin na tingnan ang boltahe na mga form ng alon ng linya ng tatlong yugto. Sa circuit sa itaas, ang isang linya ng tatlong yugto ay konektado sa isang resistive load at ang pagkarga ay kumukuha ng lakas mula sa linya. Kung iguhit namin ang mga bolang boltahe para sa bawat yugto pagkatapos ay magkakaroon kami ng isang graph tulad ng ipinakita sa pigura. Sa grap, makikita natin ang tatlong mga boltahe na alon na wala sa phase sa bawat isa sa pamamagitan ng 120º.

Sa artikulong ito, tatalakayin namin ang 3 Phase Inverter Circuit na ginagamit bilang DC to 3 phase AC converter. Tandaan na, kahit na sa modernong araw na makamit ang isang ganap na sinusoidal na porma ng alon para sa iba't ibang mga pag-load ay napakahirap at hindi praktikal. Kaya't tatalakayin natin dito ang pagtatrabaho ng isang perpektong three-phase converter circuit na pinapabayaan ang lahat ng mga isyu na nauugnay sa praktikal na 3 phase inverter.

Gumagawa ang 3 Phase Inverter

Tingnan natin ngayon ang 3 Phase Inverter Circuit at ang perpektong pinasimple na form.

Nasa ibaba ang isang three-phase inverter circuit diagram na dinisenyo gamit ang thyristors at diode (para sa proteksyon ng boltahe na spike)

At sa ibaba ay isang three-phase inverter circuit diagram na dinisenyo gamit ang mga switch lamang. Tulad ng nakikita mo ang anim na mekanikal na pag-setup ng switch na ito ay mas kapaki-pakinabang sa pag-unawa sa 3 phase inverter na gumagana kaysa sa masalimuot na circuit ng thyristor.

Ang gagawin namin dito ay bukas at simetriko isinasara ang anim na switch na ito upang makuha ang output ng three-phase voltage para sa resistive load. Mayroong dalawang posibleng paraan para sa pagpapalitaw ng mga switch upang makamit ang nais na resulta, isa kung saan ang mga switch ay nagsasagawa ng 180º at isa pa kung saan ang mga switch ay nagsasagawa lamang ng 120º. Talakayin natin ang bawat pattern sa ibaba:

A) Tatlong Phase Inverter- 180 Degree Conduction Mode

Ang perpektong circuit ay iginuhit bago ito maaaring nahahati sa tatlong mga segment kabilang ang segment na isa, segment na dalawa at segment na tatlo at gagamitin namin ang mga notational na ito sa susunod na seksyon ng artikulo. Ang isang segment na binubuo ng isang pares ng switch S1 & S2, ang segment na dalawa ay binubuo ng switching pares S3 & S4 at ang segment na tatlong ay binubuo ng switching pares na S5 & S6. Sa anumang naibigay na oras kapwa ang mga switch sa parehong segment ay hindi dapat sarado dahil humantong ito sa mga maikling circuit ng baterya na nabigo ang buong pag-set up, kaya't ang senaryong ito ay dapat na iwasan sa lahat ng oras.

Ngayon simulan natin ang paglipat ng pagkakasunud-sunod sa pamamagitan ng pagsara ng switch S1 sa unang segment ng perpektong circuit at pangalanan natin ang pagsisimula bilang 0º. Dahil ang napiling oras ng pagpapadaloy ay 180º ang switch S1 ay sarado mula 0º hanggang 180º.

Ngunit pagkatapos ng 120º ng unang yugto, ang pangalawang yugto ay magkakaroon din ng positibong ikot tulad ng nakikita sa three-phase voltage graph, kaya ang switch S3 ay sarado pagkatapos ng S1. Ang S3 na ito ay mananatiling sarado din para sa isa pang 180º. Kaya ang S3 ay isasara mula 120º hanggang 300º at bubuksan lamang ito pagkalipas ng 300º.

Katulad nito, ang pangatlong yugto ay mayroon ding positibong ikot pagkatapos ng 120º ng pangalawang yugto na positibong ikot, tulad ng ipinakita sa grap sa simula ng artikulo. Kaya't ang switch S5 ay sarado pagkatapos ng 120º S3 pagsasara ie 240º. Kapag ang switch ay sarado ito ay mananatiling sarado para sa darating na 180º bago buksan, na ang S5 ay sarado mula 240º hanggang 60º (pangalawang ikot).

Hanggang ngayon, ang ginawa lamang namin ay ipinapalagay na ang pagpapadaloy ay tapos na sa sandaling ang mga tuktok na switch ng layer ay sarado ngunit para sa kasalukuyang daloy mula sa circuit ay dapat na nakumpleto. Gayundin, tandaan na ang parehong mga switch sa parehong segment ay hindi dapat maging sarado nang sabay, kaya kung ang isang switch ay sarado pagkatapos ay dapat na bukas ang isa pa.

Para sa kasiyahan sa itaas ng parehong mga kundisyon, isasara namin ang S2, S4 & S6 sa isang paunang natukoy na pagkakasunud-sunod. Kaya lamang pagkatapos mabuksan ang S1 magkakaroon kami upang isara ang S2. Katulad nito, ang S4 ay sarado pagkatapos mabuksan ang S3 sa 300º at sa parehong paraan ay isasara ang S6 matapos makumpleto ng S5 ang cycle ng pagpapadaloy. Ang pag-ikot na ito ng paglipat sa pagitan ng mga switch ng parehong segment ay makikita sa ibaba na pigura. Narito ang S2 ay sumusunodS1, ang S4 ay sumusunod sa S3 at ang S6 ay sumusunod sa S5.

Sa pamamagitan ng pagsunod sa simetriko na paglipat na ito maaari nating makamit ang ninanais na tatlong-yugto na boltahe na kinakatawan sa grap. Kung pinupunan namin ang simula ng pagkakasunud-sunod ng paglipat sa talahanayan sa itaas magkakaroon kami ng isang kumpletong pattern ng paglipat para sa 180º conduction mode tulad ng sa ibaba.

Mula sa talahanayan sa itaas maaari nating maunawaan na:

Mula sa 0-60: S1, S4 & S5 ay sarado at ang natitirang tatlong switch ay binubuksan.

Mula 60-120: S1, S4 & S6 ay sarado at ang natitirang tatlong switch ay binubuksan.

Mula 120-180: S1, S3 & S6 ay sarado at ang natitirang tatlong switch ay binubuksan.

At ang pagkakasunud-sunod ng paglipat ay nagpapatuloy tulad nito. Ngayon ay iguhit natin ang pinasimple na circuit para sa bawat hakbang upang mas mahusay na maunawaan ang kasalukuyang mga parameter ng daloy at boltahe.

Step1: (para sa 0-60) S1, S4 & S5 ay sarado habang ang natitirang tatlong switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring ipakita sa ibaba.

Kaya't para sa 0 hanggang 60: Vao = Vco = Vs / 3; Vbo = -2Vs / 3

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - V bo = Vs Vbc = Vbo - Vco = -Vs Vca = Vco - Vao = 0

Hakbang2: (para sa 60 hanggang 120) Ang S1, S4 & S6 ay sarado habang ang natitirang tatlong switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring ipakita sa ibaba.

Kaya't para sa 60 hanggang 120: Vbo = Vco = -Vs / 3; Vao = 2Vs / 3

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - Vbo = Vs Vbc = Vbo - Vco = 0 Vca = Vco - Vao = -Vs

Step3: (para sa 120 hanggang 180) Ang S1, S3 & S6 ay sarado habang ang natitirang tatlong switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring iguhit tulad ng sa ibaba.

Kaya't para sa 120 hanggang 180: Vao = Vbo = Vs / 3; Vco = -2Vs / 3

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - V bo = 0 Vbc = Vbo - Vco = Vs Vca = Vco - Vao = -Vs

Katulad nito, maaari nating makuha ang mga voltages ng phase at mga voltages ng linya para sa mga susunod na hakbang sa pagkakasunud-sunod. At maaari itong ipakita bilang ang pigura na ibinigay sa ibaba:

A) Tatlong Phase Inverter- 120 Degree Conduction Mode

Ang mode na 120º ay katulad ng 180º sa lahat ng mga aspeto maliban sa oras ng pagsasara ng bawat switch ay nabawasan sa 120, na kung saan ay 180 bago.

Tulad ng dati, simulan natin ang paglipat ng pagkakasunud-sunod sa pamamagitan ng pagsara ng switch S1 sa unang segment at maging ang bilang ng pagsisimula sa 0º. Dahil ang napiling oras ng pagpapadaloy ay 120º ang switch S1 ay bubuksan pagkatapos ng 120º, kaya't ang S1 ay sarado mula 0º hanggang 120º.

Dahil ang kalahating ikot ng sinusoidal signal ay napupunta sa 0 hanggang 180º, sa natitirang oras ay bukas ang S1 at kinakatawan ng kulay abong lugar sa itaas.

Ngayon pagkatapos ng 120º ng unang yugto, ang pangalawang yugto ay magkakaroon din ng positibong ikot tulad ng nabanggit na noon, kaya ang switch S3 ay sarado pagkatapos ng S1. Ang S3 na ito ay mananatiling sarado din para sa isa pang 120º. Kaya ang S3 ay isasara mula 120º hanggang 240º.

Katulad nito, ang pangatlong yugto ay mayroon ding positibong ikot pagkatapos ng 120º ng ikalawang yugto na positibong ikot kaya ang switch S5 ay sarado pagkatapos ng 120º ng pagsasara ng S3. Kapag nakasara ang switch, mananatili itong sarado para sa darating na 120º bago buksan at kasama nito, ang switch S5 ay sarado mula 240º hanggang 360º

Ang siklo ng symmetrical switching na ito ay magpapatuloy para makamit ang nais na boltahe na tatlong yugto. Kung pinupunan namin ang simula at pagtatapos ng pagkakasunud-sunod ng paglipat sa talahanayan sa itaas magkakaroon kami ng isang kumpletong pattern ng paglipat para sa 120º conduction mode tulad ng sa ibaba.

Mula sa talahanayan sa itaas maaari nating maunawaan na:

Mula sa 0-60: S1 at S4 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan.

Mula 60-120: S1 at S6 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan.

Mula 120-180: Ang S3 & S6 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan.

Mula sa 180-240: Ang S2 at S3 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan

Mula sa 240-300: S2 at S5 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan

Mula sa 300-360: Ang S4 & S5 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay binubuksan

At ang pagkakasunud-sunod ng mga hakbang na ito ay nagpapatuloy tulad nito. Ngayon ay iguhit natin ang pinasimple na circuit para sa bawat hakbang upang mas mahusay na maunawaan ang kasalukuyang mga parameter ng daloy at boltahe ng 3 Phase Inverter circuit.

Step1: (para sa 0-60) S1, S4 ay sarado habang ang natitirang apat na switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring ipakita tulad ng sa ibaba.

Kaya't para sa 0 hanggang 60: Vao = Vs / 2, Vco = 0; Vbo = -Vs / 2

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - V bo = Vs Vbc = Vbo - Vco = -Vs / 2 Vca = Vco - Vao = -Vs / 2

Hakbang2: (para sa 60 hanggang 120) Ang S1 & S6 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring ipakita tulad ng sa ibaba.

Kaya't para sa 60 hanggang 120: Vbo = 0, Vco = -Vs / 2 & Vao = Vs / 2

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - Vbo = Vs / 2 Vbc = Vbo - Vco = Vs / 2 Vca = Vco - Vao = -Vs

Step3: (para sa 120 hanggang 180) Ang S3 & S6 ay sarado habang ang natitirang mga switch ay bukas. Sa ganitong kaso, ang pinasimple na circuit ay maaaring ipakita tulad ng sa ibaba.

Kaya't para sa 120 hanggang 180: Vao = 0, Vbo = Vs / 2 & Vco = -Vs / 2

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga ito maaari nating makuha ang mga voltages ng linya bilang:

Vab = Vao - V bo = -Vs / 2 Vbc = Vbo - Vco = Vs Vca = Vco - Vao = -Vs / 2

Katulad nito, maaari nating makuha ang mga voltages ng phase at mga voltages ng linya para sa susunod na mga paparating na hakbang. At kung gumuhit kami ng isang graph para sa lahat ng mga hakbang sa gayon makakakuha kami ng isang bagay tulad sa ibaba.

Maaari itong makita sa mga output graph ng parehong 180º at 120º na mga switching case na nakamit namin ang isang alternating three-phase voltage sa tatlong mga output terminal. Bagaman ang output waveform ay hindi isang dalisay na alon ng sine, kahawig nito ang three-phase boltahe na form ng alon. Ito ay isang simpleng perpektong circuit at tinatayang waveform para sa pag-unawa sa 3 phase inverter na gumagana. Maaari kang mag-disenyo ng isang gumaganang modelo batay sa teoryang ito gamit ang thyristors, switching, control, at protection circuitry.