De omvormer is een elektrisch apparaat dat de DC-ingangsvoeding omzet in symmetrische wisselspanning van standaard magnitude en frequentie aan de uitgangszijde. Het wordt ook wel genoemd DC naar AC-omzetter Een ideale input en output van de inverter kunnen worden weergegeven in sinusvormige en niet-sinusvormige golfvormen. Als de invoerbron naar de omvormer een spanningsbron is, wordt de omvormer een spanningsbronomvormer (VSI) genoemd en als de invoerbron naar de omvormer een stroombron is, wordt deze een stroombronomvormer (CSI) genoemd . Omvormers worden ingedeeld in 2 typen volgens het type belasting dat wordt gebruikt, d.w.z. eenfasig omvormers en driefasige omvormers. Eenfasige omvormers worden verder onderverdeeld in 2 soorten halfbrug-omvormers en volledige brugomvormers. In dit artikel wordt de gedetailleerde constructie en werking van een full-bridge omvormer uitgelegd.

Wat is een enkelfasige omvormer met volledige brug?

Definitie: Een enkelfasige omvormer met volledige brug is een schakelapparaat dat een blokgolf AC-uitgangsspanning genereert bij toepassing van een DC-ingang door de schakelaar AAN en UIT aan te passen op basis van de juiste schakelvolgorde, waarbij de gegenereerde uitgangsspanning de vorm + Vdc heeft. , -Vdc, of 0.

Classificatie van omvormers

Omvormers zijn onderverdeeld in 5 typen

Volgens de outputkenmerken

Vierkante golfomvormer
Zijn golfomvormer
Gemodificeerde sinusomvormer.

Volgens de bron van de omvormer

Huidige bronomvormer
Spanningsbron omvormer

Volgens het type lading

Eenfasige omvormer

Halfbrug-omvormer
Volledige brugomvormer

Driefasige omvormers

180 graden modus
120 graden modus

Volgens verschillende PWM-techniek

Gemakkelijk pulsbreedtemodulatie (SPWM)
Meerdere pulsbreedtemodulatie (MPWM)
Sinusvormige pulsbreedtemodulatie (SPWM)
Gemodificeerde sinusvormige pulsbreedtemodulatie (MSPWM)

Volgens het aantal uitgangsniveaus.

Gewone omvormers met 2 niveaus
Omvormer met meerdere niveaus.

Bouw

De constructie van de full-bridge omvormer is, het bestaat uit 4 choppers waarbij elke chopper bestaat uit een paar a transistor of een thyristor en een diode , paar met elkaar verbonden dat wil zeggen

T1 en D1 zijn parallel geschakeld,
T4 en D2 zijn parallel geschakeld,
T3 en D3 zijn parallel geschakeld, en
T2 en D4 zijn parallel geschakeld.

Een belasting V0 is aangesloten tussen het paar choppers bij “AB” en de eindklemmen van T1 en T4 zijn aangesloten op spanningsbron VDC zoals hieronder getoond.

Schakelschema van eenfasige omvormer met volledige brug

Een equivalent circuit kan worden weergegeven in de vorm van de schakelaar zoals hieronder weergegeven

Diode huidige vergelijking

Werking van eenfase-omvormer met volledige brug

De werking van eenfasige full-bridge gebruiken RLC-belasting omvormer kan worden uitgelegd aan de hand van de volgende scenario's

Overdamping and Underdamping

Van grafiek op 0 tot T / 2 als we DC-excitatie toepassen op RLC-belasting. De verkregen uitgangsbelastingsstroom is in de sinusvormige golfvorm. Omdat de RLC-belasting wordt gebruikt, wordt de reactantie van de RLC-belasting in 2 omstandigheden weergegeven als XL en XC

Coditie1: Als XL> XC, werkt het als een achterblijvende belasting en wordt er gezegd dat het een overgedempt systeem wordt genoemd en

Conditie2: Als XL Full Bridge Inverter Wave Form

Full Bridge Inverter Wave Form

Geleidingshoek

Geleidingshoek van elk schakelaar en elke diode kan worden bepaald met behulp van de golfvorm van V0 en I0.

Bij achterblijvende belasting

Zaak 1: Van φ naar π, V0> 0 en I0> 0 dan schakelt S1, S2 geleidt
Geval 2: Van 0 tot φ, V0> 0 en I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Geval 3: Van π + φ tot 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Geval 4: Vorm π tot π + φ, V0 0 dan diodes D3, D4 geleidt.

Bij toonaangevende belasting

Zaak 1: Van 0 tot π - φ, V0> 0 en I0> 0 dan schakelaars S1, S2 geleidt

Geval 2: Van π - φ tot π, V0> 0 en I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Geval 3: Van π tot 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Geval 4: Vorm 2 π - φ tot 2 π, V0 0 dan diodes D3, D4 geleidt

Geval 5: Voorafgaand aan φ tot 0, D3 en D4 gedrag.

Daarom is de geleidingshoek van elke diode 'Phi' en de geleidingshoek van elk Thyristor of Transistor is 'Π - φ'.

Geforceerde commutatie en zelfcommutatie

Self Commutation Situation kan worden waargenomen in Leading Load Condition

Uit de grafiek kunnen we zien dat 'φ naar π - φ', S1 en S2 geleidend zijn en nadat 'π - φ', D1 en D2 geleid hebben, op dit punt is de voorwaartse spanningsval over D1 en D2 1 Volt. Waar S1 en S2 tegenover een negatieve spanning staan na 'π - φ' en dus gaan S1 en S2 uit. In dit geval is dus zelfcommutatie mogelijk.

“hoe werken drukopnemers? ”

Full Bridge Inverter Wave Form

Situatie van gedwongen commutatie kan worden waargenomen in toestand van achterblijvende belasting

Uit de grafiek kunnen we zien dat 'o tot φ', D1 en D2 geleidend zijn, en van π tot φ, S1 en S2 geleidend zijn en kortgesloten zijn. Na 'φ' voeren D3 en D4 alleen uit als S1 en S2 zijn uitgeschakeld, maar aan deze voorwaarde kan alleen worden voldaan door S1 en S2 te dwingen uit te schakelen. Daarom gebruiken we het concept van gedwongen schakelen

Formules

1). De geleidingshoek van elke diode is Phi

2). De geleidingshoek van elke Thyristor is π - φ

3). Zelfcommutatie is alleen mogelijk bij leidende vermogensfactorbelasting of ondergedempt systeem op het moment dat het circuit wordt uitgeschakeld t_c= φ / w₀ Waar w0 de fundamentele frequentie is.

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

5). ik₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^een[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_gelijkstroom/ Pi

7). ik_01max= 4 V_gelijkstroom/ π Z₁

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

9). Phi_n= zo^-1 / R]

10). Fundamentele verplaatsingsfactor F._DF= cos Phi

11). Diode huidige vergelijking I._Den golfvorm wordt als volgt gegeven

ik_{D01 (gem.)}= 1 / 2π [∫₀^Phiik_{01 max}Zonde (w₀t - φ₁)] dwt

ik_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^Phiik₀₁^twee_{max. hoogte}Zonder^twee(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Diode huidige vergelijking

12). Schakel- of thyristorstroomvergelijking I_Ten golfvorm wordt als volgt gegeven

ik_{T01 (gem.)}= 1 / 2π [∫_Phi^Piik_{01 max}Zonde (w₀t - φ₁)] dwt

ik_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^Piik₀₁^twee_{max. hoogte}Zonder^twee(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Thyristor golfvorm

Voordelen van eenfase-omvormer met volledige brug

De volgende zijn de voordelen

Afwezigheid van spanningsschommelingen in het circuit
Geschikt voor hoge ingangsspanning
Energiezuinig
De huidige beoordeling van de power apparaten is gelijk aan de laadstroom.

Nadelen van eenfase-omvormer met volledige brug

Hieronder volgen de nadelen

Het rendement van de volledige brugomvormer (95%) is minder dan de helft van de brugomvormer (99%).
Verliezen zijn hoog
Veel lawaai.

Toepassingen van eenfase-omvormer met volledige brug

De volgende zijn de toepassingen

Toepasbaar in toepassingen zoals laag- en middenvermogen, bijvoorbeeld blokgolf / quasi blokgolf Spanning
Een sinusvormige golf die vervormd is, wordt gebruikt als invoer in toepassingen met hoog vermogen
Met behulp van high-speed vermogenshalfgeleiderinrichtingen kan de harmonische inhoud aan de uitgang worden verminderd met PWM technieken
andere toepassingen zoals AC variabele motor , verwarming inductie apparaat , stand-by stroomvoorziening
Zonne-omvormers
compressoren, enz

Dus, een omvormer is een elektrisch apparaat die de DC-ingangsvoeding omzet in asymmetrische wisselspanning van standaardgrootte en frequentie aan de uitgangszijde. Afhankelijk van het type belasting wordt een enkelfasige omvormer ingedeeld in 2 typen, zoals halfbrugomvormer en volledige brugomvormer. In dit artikel wordt uitgelegd over een enkelfasige omvormer met volledige brug. Het bestaat uit 4 thyristors en 4 diodes die samen als schakelaars werken. Afhankelijk van de schakelaarstanden werkt de full-bridge-omvormer. Het belangrijkste voordeel van de volledige brug over een halve brug is dat de uitgangsspanning 2 keer de ingangsspanning is en het uitgangsvermogen 4 keer in vergelijking met een omvormer met een halve brug.