Inverter:

Inverteren er en elektrisk enhed, der konverterer jævnstrøm (DC) til vekselstrøm (AC). Inverteren bruges til nødstrømforsyning i et hjem. Inverteren bruges i nogle flysystemer til at konvertere en del af flyets jævnstrøm til vekselstrøm. AC-strømmen bruges hovedsageligt til elektriske enheder som lys, radar, radio, motor og andre enheder.

Multilevel inverter:

Nu er en dags mange industrielle applikationer begyndt at kræve høj effekt. Nogle apparater i brancher kræver dog middel eller lav strøm til deres drift. Brug af en høj strømkilde til alle industrielle belastninger kan vise sig at være gavnlig for nogle motorer, der har brug for høj effekt, mens det kan beskadige de andre belastninger. Nogle mellemdrevne motordrev og hjælpeprogrammer kræver mellemstor spænding. Multiniveau-inverteren er blevet introduceret siden 1975 som et alternativ i situationer med høj effekt og mellem spænding. Multilevel-inverteren er som en inverter, og den bruges til industrielle applikationer som et alternativ i højspændings- og mellemspændingssituationer.

Multilevel inverter

Generelt DC-AC inverter kredsløb

Behovet for multilevelomformeren er at give høj udgangseffekt fra mellemspændingskilden. Kilder som batterier, superkondensatorer og solcellepanelet er mellemspændingskilder. Multi-niveau inverteren består af flere kontakter. I multi-niveau inverteren er arrangementets switches vinkler meget vigtige.

Typer af multilevel-inverter:

Multilevelomformere er tre typer.

Diode fastspændt multilevelomformer
Flyvende kondensatorer multilevel inverter
Cascaded H- bridge multilevel inverter

Diode fastspændt multilevelomformer:

“forskel på flip -flops og låse ”

Hovedkonceptet med denne inverter er at bruge dioder og giver de flere spændingsniveauer gennem de forskellige faser til kondensatorbankerne, der er i serie. En diode overfører en begrænset mængde spænding og reducerer derved belastningen på andre elektriske apparater. Den maksimale udgangsspænding er halvdelen af indgangsspændingen. Det er den største ulempe ved den diode-fastspændte multilevel-inverter. Dette problem kan løses ved at øge kontakterne, dioderne, kondensatorerne. På grund af problemer med kondensatorbalancering er disse begrænset til de tre niveauer. Denne type invertere giver høj effektivitet på grund af den grundlæggende frekvens, der bruges til alle skifteindretninger, og det er en enkel metode til back-to-back-overførselssystemer.

Eks: 5- niveau diode fastspændt multilevel inverter, 9- niveau diode fastspændt multilevel inverter.

Den 5-niveau diode fastspændte multilevel inverter bruger kontakter, dioder en enkelt kondensator bruges, så udgangsspændingen er halvdelen af indgangsstrømmen.
9- niveau diode fastspændt multilevel inverter bruger kontakter, dioder kondensatorer er to gange mere end 5-niveau diode fastspændte invertere. Så output er mere end input.

5-niveau diode fastspændt multilevel inverter

Anvendelser af Diode Clamped Multilevel Inverter:

Statisk var kompensation
Motordrev med variabel hastighed
Forbindelser med højspændingssystem
Højspændings DC- og AC-transmissionsledninger

Flyvende kondensatorer Multilevel Inverter:

Hovedkonceptet med denne inverter er at bruge kondensatorer. Det er en serieforbindelse af kondensator fastspændte koblingsceller. Kondensatorerne overfører den begrænsede mængde spænding til elektriske apparater. I denne inverter er omskiftningstilstande som i den diode fastspændte inverter. Spændedioder er ikke påkrævet i denne type multilevelomformere. Outputtet er halvdelen af DC-indgangsspændingen. Det er en ulempe ved de flyvende kondensatorer med flere niveauer. Det har også skiftredundansen inden for fasen for at afbalancere de flyvende kondensatorer. Det kan styre både det aktive og det reaktive effektflow. Men på grund af højfrekvent skift finder skiftetab sted.

EX: 5-niveau flyvekondensatorer multilevel inverter, 9-niveau flyvende kondensatorer multilevel inverter.

Denne inverter er den samme som den diode fastspændte multi-inverter
I denne inverter bruges kun afbrydere og kondensatorer.

5-niveau flyvende kondensatorer multilevel inverter

Anvendelser af flyvende kondensatorer Multilevel Inverter

Induktionsmotorstyring ved hjælp af DTC (Direct Torque Control) kredsløb
Statisk var generation
Både AC-DC og DC-AC konverteringsapplikationer
Konvertere med harmonisk forvrængningsfunktion
Sinusformede strøm ensrettere

Cascaded H-Bridge multilevel inverter:

Den kaskadede H-bride multilevel-inverter skal bruge kondensatorer og afbrydere og kræver færre antal komponenter på hvert niveau. Denne topologi består af en række magtkonverteringsceller, og magten kan let skaleres. Kombinationen af kondensatorer og kontakterpar kaldes en H-bro og giver den separate DC-indgangsspænding for hver H-bro. Den består af H-broceller, og hver celle kan tilvejebringe de tre forskellige spændinger som nul, positiv DC og negativ DC spænding. En af fordelene ved denne type multi-niveau inverter er, at den har brug for færre antal komponenter sammenlignet med diode fastspændte og flyvende kondensatoromformere. Inverterens pris og vægt er mindre end de to inverters. Soft-skift er mulig ved nogle af de nye skiftemetoder.

Kaskadeomformere på flere niveauer bruges til at eliminere den krævede omfangsrige transformer i tilfælde af konventionelle flerfase-invertere, fastspændingsdioder kræves i tilfælde af diode fastspændte invertere og flyvekondensatorer, der kræves i tilfælde af flyvekondensatoromformere. Men disse kræver et stort antal isolerede spændinger for at forsyne hver celle.

Eks: 5- H-bro multilevel inverter, 9- H-bro fastspændt multilevel inverter.

Denne inverter er også den samme som den diode fastspændte multi-inverter.

5- H-Bridge multilevel-inverter

Anvendelser af Cascaded H-Bridge multilevel inverter

“arduino uno -projekter for begyndere ”

Motordrev
Aktive filtre
Elbiler kører
DC-strømkildeudnyttelse
Effektfaktorkompensatorer
Back to back-frekvenslink-systemer
Samspil med vedvarende energikilder.

Fordele ved multilevel inverter:

Multilevel-konverteren har flere fordele, det vil sige:

1. Common Mode-spænding:

Multilevelomformerne producerer spænding i fælles tilstand, hvilket reducerer motorens spænding og beskadiger ikke motoren.

2. Indgangsstrøm:

Multilevelomformere kan trække indgangsstrøm med lav forvrængning

3. Skiftfrekvens:

Multilevelomformeren kan fungere ved både grundlæggende koblingsfrekvenser, der er højere koblingsfrekvens og lavere koblingsfrekvens. Det skal bemærkes, at den lavere koblingsfrekvens betyder lavere koblingstab og højere effektivitet opnås.

4. Reduceret harmonisk forvrængning:

Selektiv harmonisk elimineringsteknik sammen med topologien på flere niveauer resulterer i, at den totale harmoniske forvrængning bliver lav i outputbølgeformen uden brug af filterkredsløb.

Fotokredit: