Växelriktaren är en elektrisk enhet som omvandlar likströmsingång till symmetrisk växelspänning av standardstorlek och frekvens på utgångssidan. Det heter också som DC till AC-omvandlare . En ideal inverterare och utgång för växelriktaren kan representeras antingen i sinusformade och icke-sinusformade vågformer. Om ingångskällan till växelriktaren är en spänningskälla, sägs växelriktaren kallas en spänningskällaomvandlare (VSI) och om ingångskällan till växelriktaren är en strömkälla kallas den som strömkällaomvandlare (CSI) . Omformare klassificeras i två typer beroende på vilken typ av last som används, dvs. en fas växelriktare och trefasomformare. Enfasomformare klassificeras vidare i två typer av halvbro-inverter och full-bridge-inverter. Den här artikeln förklarar den detaljerade konstruktionen och arbetet för en full-bridge inverter.

Vad är en enfas fullbroinverter?

Definition: En enfas-omformare med full brygga är en omkopplingsanordning som genererar en fyrkantig växelströmsutgångsspänning vid applicering av likströmsingång genom att justera omkopplaren till ON och OFF baserat på lämplig kopplingssekvens, där den genererade utspänningen har formen + Vdc , -Vdc, eller 0.

Klassificering av växelriktare

Omformare klassificeras i fem typer som de är

Enligt produktionsegenskaperna

Fyrkantvågsomvandlare
Dess vågomformare
Modifierad sinusomvandlare.

Enligt källan till växelriktaren

Nuvarande källomformare
Omformare för spänningskälla

Beroende på typ av last

Enfasinverterare

Halvbro-växelriktare
Full broomvandlare

Trefasomformare

180 graders läge
120 graders läge

Enligt olika PWM-tekniker

Enkel pulsbreddsmodulering (SPWM)
Multipel pulsbreddsmodulation (MPWM)
Sinusformad pulsbreddsmodulation (SPWM)
Modifierad sinusformad pulsbreddsmodulering (MSPWM)

Beroende på antalet utgångsnivåer.

Vanliga växelriktare på två nivåer
Växelriktare med flera nivåer.

Konstruktion

Konstruktionen av fullbro-växelriktaren är, den består av 4 hackare där varje hackare består av ett par a transistor eller en tyristor och en diod , par kopplade ihop det vill säga

T1 och D1 är parallellkopplade,
T4 och D2 är anslutna parallellt,
T3 och D3 är anslutna parallellt och
T2 och D4 är parallellkopplade.

En belastning V0 är ansluten mellan paret av hackare vid “AB” och ändanslutningarna för T1 och T4 är anslutna till spänningskällan VDC enligt nedan.

Kretsschema över fullbrygga enfasinverterare

En ekvivalent krets kan representeras i form av omkopplaren enligt nedan

Diodström ekvation

Arbetning av enfas fullbrygga-omformare

Arbetet med enfas fullbrygga med RLC-belastning växelriktaren kan förklaras med följande scenarier

Överdämpning och underdämpning

Från diagram vid 0 till T / 2 om vi tillämpar DC-excitation på RLC-belastning. Den erhållna utgångsbelastningsströmmen är i sinusformad vågform. Eftersom RLC-belastningen används representeras RLC-belastningens reaktans i två förhållanden som XL och XC

Kodition1: Om XL> XC, fungerar det som eftersläpande belastning och sägs kallas som ett överdämpat system och

Villkor2: Om XL Full Bridge Inverter Wave Form

Full Bridge Inverter Wave Form

Ledningsvinkel

Ledningsvinkel för varje växla och varje diod kan bestämmas med användning av vågformen för V0 och I0.

Vid släpande belastning

Fall 1: Från φ till π, V0> 0 och I0> 0 byter sedan S1, S2 leder
Fall 2: Från 0 till φ, V0> 0 och I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Fall 3: Från π + φ till 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Fall 4: Form π till π + φ, V0 0 leder sedan dioderna D3, D4.

Vid ledande belastning

Fall 1: Från 0 till π - φ, V0> 0 och I0> 0 leder sedan S1, S2 leder

Fall 2: Från π - φ till π, V0> 0 och I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Fall 3: Från π till 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Fall 4: Form 2 π - φ till 2 π, V0 0 leder sedan dioderna D3, D4

Fall 5: Före φ till 0 genomför D3 och D4.

Därför är ledningsvinkeln för varje diod 'Phi' och ledningsvinkeln för var och en Tyristor eller Transistor är “Π - φ”.

Tvångspendling och självpendling

Självkommuteringssituationen kan observeras i ledande belastningstillstånd

Från diagrammet kan vi observera att 'φ till π - φ', S1 och S2 leder och efter 'π - φ' leder D1, D2 vid denna tidpunkt framåt spänningsfallet över D1 och D2 är 1 Volt. Där S1 och S2 står inför negativ spänning efter “π - φ” och så slår S1 och S2 av. Därför är självpendling möjlig i detta fall.

“d flip -flop -räknare 3 bitar ”

Full Bridge Inverter Wave Form

Tvingad kommutationssituation kan observeras i eftersläpande tillstånd

Från diagrammet kan vi observera att ”o till φ”, D1 och D2 leder och från π till φ, S1 och S2 leder och är kortslutna. Efter “φ” utför D3 och D4 endast om S1 och S2 är avstängda, men detta villkor kan endast uppfyllas genom att tvinga S1 och S2 att stängas av. Därför använder vi begreppet tvång växlande .

Formler

1). Ledningsvinkeln för varje diod är Phi

2). Ledningsvinkeln för varje tyristor är π - φ .

3). Självkommutering är endast möjlig vid ledande effektfaktorbelastning eller underdämpat system vid kretsavstängningstid t_c= φ / w₀ _.Där w0 är den grundläggande frekvensen.

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

5). Jag₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_likström/ Pi

7). Jag_01max= 4 V_likström/ π Z₁

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

9). Phi_n= så^-1[( / R]

10). Grundläggande förskjutningsfaktor F_DF= cos Phi

11). Diodström ekvation I_Doch vågform ges enligt följande

Jag_{D01 (genomsnitt)}= 1 / 2π [∫₀^PhiJag_{01 max}Synd (w₀t - φ₁)] dwt

Jag_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^PhiJag₀₁^två_maxUtan^två(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diodström ekvation

12). Växel- eller tyristorström ekvation I_Toch vågform ges enligt följande

Jag_{T01 (genomsnitt)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiJag_{01 max}Synd (w₀t - φ₁)] dwt

Jag_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiJag₀₁^två_maxUtan^två(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Thyristor Wave Form

Fördelar med enfas fullbryggare-omformare

Följande är fördelarna

Frånvaro av spänningsfluktuationer i kretsen
Lämplig för hög ingångsspänning
Energieffektiva
Den nuvarande betyget för kraftenheter är lika med lastströmmen.

Nackdelar med enfas fullbroinverter

Följande är nackdelarna

Effektiviteten för helbryggaromformaren (95%) är mindre än hälften av broomvandlaren (99%).
Förlusterna är höga
Högt ljud.

Tillämpningar av enfas fullbroinverter

Följande är applikationerna

Användbar i applikationer som låg- och medeleffekt exempel fyrkantvåg / kvasi fyrkantig våg Spänning
En sinusformad våg som är förvrängd används som ingång i applikationer med hög effekt
Med hjälp av halvledare med hög hastighet kan det harmoniska innehållet vid utgången reduceras med PWM tekniker
andra applikationer som AC variabel motor , värme induktionsanordning , står fast vid strömförsörjning
Solomvandlare
kompressorer osv

Således, en växelriktare är en elektrisk anordning som omvandlar likströmsingång till asymmetrisk växelspänning av standardstorlek och frekvens på utgångssidan. Enligt lasttypen klassificeras en enfas växelriktare i två typer, som halvbroomvandlare och fullbroomvandlare. Denna artikel förklarar om enfasinverterare med fullbrygga. Den består av 4 tyristorer och 4 dioder som tillsammans fungerar som omkopplare. Beroende på omkopplarpositioner fungerar helbroomvandlaren. Den största fördelen med helbryggan över halvbryggan är att utspänningen är två gånger ingångsspänningen och uteffekten är 4 gånger jämfört med en halvbrygga-inverter.