Hvad er en Full Bridge Inverter: Arbejde og dens anvendelse

Inverteren er en elektrisk enhed, der konverterer DC-inputforsyning til symmetrisk AC-spænding af standardstørrelse og frekvens på udgangssiden. Det er også navngivet som DC til AC-konverter . En ideel inverterinput og -udgang til inverter kan repræsenteres enten i en sinusformet og ikke-sinusformet bølgeform. Hvis indgangskilden til inverteren er en spændingskilde, siges det at omformeren kaldes en spændingskildeinverter (VSI), og hvis indgangskilden til inverteren er en strømkilde, kaldes den som strømkildeinverter (CSI) . Invertere er klassificeret i 2 typer efter den anvendte belastningstype, dvs. enkelt fase invertere og tre-fase invertere. Enfasede omformere klassificeres yderligere i 2 typer halvbroinverter og fuldbroinverter. Denne artikel forklarer den detaljerede konstruktion og bearbejdning af en fuldbro-inverter.

Hvad er en enkelt fase fuldbro inverter?

Definition: En fuldbro enfaset inverter er en omskifterenhed, der genererer en firkantbølge AC-udgangsspænding ved anvendelse af DC-indgang ved at justere kontakten, der tænder og slukker baseret på den passende koblingssekvens, hvor den genererede udgangsspænding er af formen + Vdc , -Vdc, eller 0.

Klassificering af omformere

Omformere er klassificeret i 5 typer, de er

I henhold til outputegenskaberne

• Firkantbølgeomformer
• Sine wave inverter
• Modificeret sinusbølgeomformer.

I henhold til kilden til inverteren

• Aktuel kildeomformer
• Inverter til spændingskilde

I henhold til typen af ​​belastning

Enfaset inverter

• Halvbro-inverter
• Fuld broinverter

Tre-fase invertere

• 180 graders tilstand
• 120 graders tilstand

Ifølge forskellige PWM-teknikker

• Enkel pulsbreddemodulation (SPWM)
• Multipuls pulsbreddemodulation (MPWM)
• Sinusformet pulsbreddemodulation (SPWM)
• Modificeret sinusformet pulsbreddemodulation (MSPWM)

I henhold til antallet af outputniveauer.

• Regelmæssige omformere på 2 niveauer
• Multi-niveau inverter.

Konstruktion

Konstruktionen af ​​fuldbro-inverter er, den består af 4 choppere, hvor hver chopper består af et par a transistor eller en tyristor og en diode , par forbundet sammen, dvs.

• T1 og D1 er forbundet parallelt,
• T4 og D2 er forbundet parallelt,
• T3 og D3 er forbundet parallelt, og
• T2 og D4 er forbundet parallelt.

En belastning V0 er forbundet mellem parret af choppere ved “AB”, og endeterminalerne på T1 og T4 er forbundet til spændingskilden VDC som vist nedenfor.

Kredsløbsdiagram over fuldbro-enkeltfase-inverter

Et ækvivalent kredsløb kan repræsenteres i form af afbryderen som vist nedenfor

Diode nuværende ligning

Arbejde af enfaset fuldbroinverter

Arbejdet med enfaset fuldbro ved hjælp af RLC belastning inverter kan forklares ved hjælp af følgende scenarier

Overdampning og underdampning

Fra graf ved 0 til T / 2, hvis vi anvender DC-excitation til RLC-belastning. Den opnåede outputbelastningsstrøm er i den sinusformede bølgeform. Da RLC-belastningen anvendes, er RLC-belastningens reaktans repræsenteret i 2 betingelser som XL og XC

Kodition1: Hvis XL> XC, fungerer det som forsinket belastning og siges at blive kaldt som et overdampet system og

Betingelse2: Hvis XL

Fuld Bridge Inverter Wave Form

Ledningsvinkel

Ledningsvinkel for hver kontakt og hver diode kan bestemmes ved hjælp af bølgeformen V0 og I0.

Ved forsinket belastningstilstand

Sag 1: Fra φ til π, V0> 0 og I0> 0 skifter derefter S1, S2 leder
Sag 2: Fra 0 til φ, V0> 0 og I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Sag 3: Fra π + φ til 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Sag 4: Form π til π + φ, V0 0, så led dioderne D3, D4.

Ved førende belastningstilstand

Sag 1: Fra 0 til π - φ, V0> 0 og I0> 0 skifter S1, S2 leder

Sag 2: Fra π - φ til π, V0> 0 og I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Sag 3: Fra π til 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Sag 4: Form 2 π - φ til 2 π, V0 0 leder derefter dioderne D3, D4

Sag 5: Før φ til 0, D3 og D4 adfærd.

Derfor er ledningsvinklen for hver diode 'Phi' og hver ledningsvinkel Thyristor eller Transistor er “Π - φ”.

Tvunget kommutation og selvkommutering

Selvkommuteringssituation kan observeres i førende belastningstilstand

Fra grafen kan vi se, at 'φ til π - φ', S1og S2 leder, og efter 'π - φ' leder D1, D2 på dette tidspunkt, det fremadrettede spændingsfald over D1 og D2 er 1 Volt. Hvor S1 og S2 står over for negativ spænding efter “π - φ” og så slukker S1 og S2. Derfor er selvpendling mulig i dette tilfælde.

Fuld Bridge Inverter Wave Form

Tvungen kommuteringssituation kan observeres i bagudgående belastningstilstand

Fra grafen kan vi se, at ”o til φ”, D1 og D2 leder, og fra π til φ, S1 og S2 leder og er kortsluttet. Efter “φ” udfører D3 og D4 kun, hvis S1 og S2 er slukket, men denne betingelse kan kun opfyldes ved at tvinge S1 og S2 til at slukke. Derfor bruger vi begrebet tvunget skifte .

Formler

1). Ledningsvinklen for hver diode er Phi

2). Ledningsvinklen for hver Thyristor er π - φ .

3). Selvkommutering er kun mulig i førende effektfaktorbelastning eller underdæmpet system ved kredsløbets slukningstid t_c= φ / w_{0 .}Hvor w0 er den grundlæggende frekvens.

4). Fourier-serien V₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^-en[4 V_DC/ nπ] Sin n w₀t

5). jeg₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^-en[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). V_01maks= 4 V._dc/ Pi

7). jeg_01maks= 4 V._dc/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^to+ (n w₀L - 1 / n w₀C) hvor n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= så^-1[( / R]

10). Grundlæggende forskydningsfaktor F_DF= cos Phi

11). Diodestrømsligning I_Dog bølgeform er angivet som følger

jeg_{D01 (gennemsnit)}= 1 / 2π [∫₀^Phijeg_{01 maks}Synd (w₀t - φ₁)] dwt

jeg_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^Phijeg₀₁^to_maksUden^to(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diode nuværende ligning

12). Switch- eller thyristorstrømsligning I_Tog bølgeform er angivet som følger

jeg_{T01 (gennemsnit)}= 1 / 2π [∫_Phi^Pijeg_{01 maks}Synd (w₀t - φ₁)] dwt

jeg_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^Pijeg₀₁^to_maksUden^to(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Thyristor Wave form

Fordele ved enfaset fuldbroinverter

Følgende er fordelene

• Fravær af spændingsudsving i kredsløbet
• Velegnet til høj indgangsspænding
• Energieffektiv
• Den aktuelle vurdering af strømforsyninger er lig med belastningsstrømmen.

Ulemper ved enfaset fuldbroinverter

Følgende er ulemperne

• Effektiviteten af ​​fuldbroinverteren (95%) er mindre end halvdelen af ​​broinverteren (99%).
• Tab er store
• Høj støj.

Anvendelser af enfaset fuldbroinverter

Følgende er applikationerne

• Gælder i applikationer som f.eks. Lav- og mellemeffekt eksempel på firkantbølge / kvasi firkantet bølge spænding
• En sinusformet bølge, der er forvrænget, bruges som input i applikationer med høj effekt
• Ved hjælp af højhastigheds-halvlederanordninger kan det harmoniske indhold ved udgangen reduceres med PWM teknikker
• andre applikationer som AC variabel motor , opvarmning induktionsanordning , stå ved Strømforsyning
• Solar invertere
• kompressorer osv

Dermed, en inverter er en elektrisk enhed der konverterer DC-inputforsyning til asymmetrisk AC-spænding med standardstørrelse og frekvens på udgangssiden. I henhold til belastningstypen klassificeres en enfaset inverter i 2 typer, som halvbroinverter og fuldbroinverter. Denne artikel forklarer om enfaset inverter med fuld bro. Den består af 4 tyristorer og 4 dioder, som tilsammen fungerer som afbrydere. Afhængigt af omskifterpositioner fungerer fuldbro-inverteren. Den største fordel ved fuldbro over halvbro er, at udgangsspændingen er 2 gange indgangsspænding, og udgangseffekten er 4 gange sammenlignet med en halvbro-inverter.