Inverter
 |
| Inverter |
Inverter
Sebuah inverter adalah perangkat listrik yang mengubah arus searah (DC) ke arus bolak-balik (AC) ; AC dikonversi dapat pada setiap tegangan yang diperlukan dan frekuensi dengan penggunaan yang tepat transformer , switching, dan kontrol sirkuit.
Solid-state inverter tidak memiliki bagian yang bergerak dan digunakan dalam berbagai aplikasi, dari kecil catu daya switching di komputer, ke besar utilitas listrik tegangan tinggi arus searah aplikasi yang mengangkut listrik massal. Inverter biasanya digunakan untuk catu daya AC dari sumber DC seperti panel surya atau baterai .
Inverter melakukan fungsi kebalikan dari penyearah.
Jenis
Modifikasi gelombang sinus
Output dari gelombang sinus dimodifikasi inverter mirip dengan gelombang persegi keluaran kecuali bahwa output pergi ke nol volt untuk waktu sebelum beralih positif atau negatif. Ini adalah biaya sederhana dan rendah (~ $ 0.10USD/Watt) dan kompatibel dengan perangkat elektronik yang paling, kecuali untuk peralatan yang sensitif atau khusus, misalnya tertentu printer laser, lampu neon, peralatan audio.
Kebanyakan AC motor akan berjalan dari sumber listrik ini walaupun pada penurunan efisiensi sekitar 20%
Murni gelombang sinus
Sebuah gelombang sinus murni inverter menghasilkan output gelombang sinus hampir sempurna (<3% total harmonic distorsi ) yang pada dasarnya sama dengan utilitas yang disediakan jaringan listrik. Oleh karena itu kompatibel dengan semua perangkat elektronik AC. Ini adalah tipe yang digunakan dalam grid-tie inverter. Desain adalah lebih kompleks, dan biaya lebih banyak per unit daya. The inverter listrik adalah daya tinggi osilator elektronik . Hal ini dinamakan demikian karena awal mekanik AC ke DC konverter dibuat untuk bekerja secara terbalik, dan dengan demikian adalah "terbalik", untuk mengkonversi DC ke AC.
Sebuah gelombang sinus murni inverter menghasilkan output gelombang sinus hampir sempurna (<3% total harmonic distorsi ) yang pada dasarnya sama dengan utilitas yang disediakan jaringan listrik. Oleh karena itu kompatibel dengan semua perangkat elektronik AC. Ini adalah tipe yang digunakan dalam grid-tie inverter. Desain adalah lebih kompleks, dan biaya lebih banyak per unit daya. The inverter listrik adalah daya tinggi osilator elektronik . Hal ini dinamakan demikian karena awal mekanik AC ke DC konverter dibuat untuk bekerja secara terbalik, dan dengan demikian adalah "terbalik", untuk mengkonversi DC ke AC.
Grid dasi inverter
Sebuah dasi kotak inverter adalah gelombang sinus inverter dirancang untuk menyuntikkan listrik ke dalam sistem distribusi tenaga listrik. Inverter tersebut harus disinkronkan dengan frekuensi grid. Mereka biasanya berisi satu atau lebih power point pelacakan maksimum fitur untuk mengekstrak jumlah maksimum daya, dan juga termasuk fitur keamanan.
Aplikasi
Inverter dirancang untuk menyediakan 115 VAC dari sumber 12 VDC disediakan dalam mobil. Unit ditunjukkan menyediakan hingga 1,2 ampere arus bolak-balik, atau cukup untuk kekuatan dua bola lampu watt enam puluh cahaya.
Inverter mengubah listrik DC dari sumber seperti baterai , panel surya , atau sel bahan bakar untuk listrik AC. Listrik dapat setiap tegangan yang diperlukan, secara khusus dapat mengoperasikan peralatan AC yang dirancang untuk operasi listrik, atau diperbaiki untuk menghasilkan DC pada setiap tegangan yang diinginkan.
Micro-inverter mengubah arus langsung dari panel surya individu menjadi arus bolak-balik untuk jaringan listrik. Mereka jaringan desain dasi secara default.
Uninterruptible power supplies
Sebuah catu daya tak terputus (UPS) menggunakan baterai dan inverter untuk catu daya AC ketika listrik utama tidak tersedia. Bila daya utama adalah dipulihkan, suatu penyearah catu daya DC untuk mengisi ulang baterai.
Inverter mengubah frekuensi daya utama AC ke rendah frekuensi yang lebih tinggi untuk digunakan dalam pemanasan induksi . Untuk melakukan hal ini, daya AC pertama diperbaiki untuk memberikan daya DC. Inverter kemudian mengubah daya DC untuk daya AC frekuensi tinggi.
ASTT daya transmisi
Dengan ASTT transmisi listrik, listrik AC dikoreksi dan daya DC tegangan tinggi dikirim ke lokasi lain. Di lokasi penerima, inverter dalam sebuah pabrik inverter statis mengubah kekuatan kembali ke AC.
Variabel-frekuensi drive
Sebuah hard-frekuensi variabel kontrol kecepatan operasi dari motor AC dengan mengendalikan frekuensi dan tegangan dari daya yang diberikan ke motor. Inverter memberikan kekuatan dikendalikan. Dalam kebanyakan kasus, drive frekuensi variabel termasuk penyearah sehingga daya DC untuk inverter dapat disediakan dari listrik AC utama. Karena inverter adalah komponen kunci, frekuensi variabel-drive kadang-kadang disebut inverter drive atau hanya inverter.
Inverter kontrol kecepatan motor disesuaikan saat ini digunakan untuk daya motor traksi di beberapa listrik dan diesel-listrik kendaraan rel serta beberapa kendaraan listrik baterai dan hybrid listrik kendaraan jalan raya seperti Toyota Prius dan Fisker Karma . Berbagai perbaikan dalam inverter teknologi yang sedang dikembangkan khusus untuk aplikasi kendaraan listrik. Pada kendaraan dengan pengereman regeneratif , inverter juga mengambil daya dari motor (sekarang bertindak sebagai generator) dan menyimpannya di baterai.
Sebuah dasi kotak inverter adalah gelombang sinus inverter dirancang untuk menyuntikkan listrik ke dalam sistem distribusi tenaga listrik. Inverter tersebut harus disinkronkan dengan frekuensi grid. Mereka biasanya berisi satu atau lebih power point pelacakan maksimum fitur untuk mengekstrak jumlah maksimum daya, dan juga termasuk fitur keamanan.
Aplikasi
Inverter dirancang untuk menyediakan 115 VAC dari sumber 12 VDC disediakan dalam mobil. Unit ditunjukkan menyediakan hingga 1,2 ampere arus bolak-balik, atau cukup untuk kekuatan dua bola lampu watt enam puluh cahaya.
Inverter mengubah listrik DC dari sumber seperti baterai , panel surya , atau sel bahan bakar untuk listrik AC. Listrik dapat setiap tegangan yang diperlukan, secara khusus dapat mengoperasikan peralatan AC yang dirancang untuk operasi listrik, atau diperbaiki untuk menghasilkan DC pada setiap tegangan yang diinginkan.
Micro-inverter mengubah arus langsung dari panel surya individu menjadi arus bolak-balik untuk jaringan listrik. Mereka jaringan desain dasi secara default.
Uninterruptible power supplies
Sebuah catu daya tak terputus (UPS) menggunakan baterai dan inverter untuk catu daya AC ketika listrik utama tidak tersedia. Bila daya utama adalah dipulihkan, suatu penyearah catu daya DC untuk mengisi ulang baterai.
Inverter mengubah frekuensi daya utama AC ke rendah frekuensi yang lebih tinggi untuk digunakan dalam pemanasan induksi . Untuk melakukan hal ini, daya AC pertama diperbaiki untuk memberikan daya DC. Inverter kemudian mengubah daya DC untuk daya AC frekuensi tinggi.
ASTT daya transmisi
Dengan ASTT transmisi listrik, listrik AC dikoreksi dan daya DC tegangan tinggi dikirim ke lokasi lain. Di lokasi penerima, inverter dalam sebuah pabrik inverter statis mengubah kekuatan kembali ke AC.
Variabel-frekuensi drive
Sebuah hard-frekuensi variabel kontrol kecepatan operasi dari motor AC dengan mengendalikan frekuensi dan tegangan dari daya yang diberikan ke motor. Inverter memberikan kekuatan dikendalikan. Dalam kebanyakan kasus, drive frekuensi variabel termasuk penyearah sehingga daya DC untuk inverter dapat disediakan dari listrik AC utama. Karena inverter adalah komponen kunci, frekuensi variabel-drive kadang-kadang disebut inverter drive atau hanya inverter.
Inverter kontrol kecepatan motor disesuaikan saat ini digunakan untuk daya motor traksi di beberapa listrik dan diesel-listrik kendaraan rel serta beberapa kendaraan listrik baterai dan hybrid listrik kendaraan jalan raya seperti Toyota Prius dan Fisker Karma . Berbagai perbaikan dalam inverter teknologi yang sedang dikembangkan khusus untuk aplikasi kendaraan listrik. Pada kendaraan dengan pengereman regeneratif , inverter juga mengambil daya dari motor (sekarang bertindak sebagai generator) dan menyimpannya di baterai.
AC
Sebuah AC bantalan tag inverter menggunakan hard variabel-frekuensi untuk mengontrol kecepatan motor dan dengan demikian kompresor.
Sebuah AC bantalan tag inverter menggunakan hard variabel-frekuensi untuk mengontrol kecepatan motor dan dengan demikian kompresor.
Kasus umum
Sebuah transformator memungkinkan listrik AC yang akan dikonversi ke tegangan yang diinginkan, namun pada frekuensi yang sama. Inverter, rectifier ditambah untuk DC, dapat dirancang untuk mengkonversi dari tegangan apapun, AC atau DC, untuk setiap tegangan lainnya, juga AC atau DC, pada setiap frekuensi yang diinginkan. Daya keluaran dapat tidak pernah melebihi daya input, tapi efisiensi bisa tinggi, dengan proporsi kecil dari daya yang dihamburkan sebagai panas limbah.
Sirkuit deskripsi
Top: rangkaian inverter sederhana ditunjukkan dengan saklar elektromekanis dan otomatis setara auto-switching perangkat diimplementasikan dengan dua transistor dan membagi berliku auto-transformator di tempat saklar mekanik.
Dasar desain
Sebuah transformator memungkinkan listrik AC yang akan dikonversi ke tegangan yang diinginkan, namun pada frekuensi yang sama. Inverter, rectifier ditambah untuk DC, dapat dirancang untuk mengkonversi dari tegangan apapun, AC atau DC, untuk setiap tegangan lainnya, juga AC atau DC, pada setiap frekuensi yang diinginkan. Daya keluaran dapat tidak pernah melebihi daya input, tapi efisiensi bisa tinggi, dengan proporsi kecil dari daya yang dihamburkan sebagai panas limbah.
Sirkuit deskripsi
Top: rangkaian inverter sederhana ditunjukkan dengan saklar elektromekanis dan otomatis setara auto-switching perangkat diimplementasikan dengan dua transistor dan membagi berliku auto-transformator di tempat saklar mekanik.
Dasar desain
Dalam satu rangkaian inverter sederhana, daya DC terhubung ke transformator melalui keran pusat gulungan primer. Sebuah saklar cepat diaktifkan bolak-balik untuk memungkinkan arus mengalir kembali ke sumber DC berikut dua jalur alternatif melalui salah satu ujung gulungan primer dan kemudian yang lain. Bergantinya arah arus pada gulungan primer dari transformator menghasilkan arus bolak-balik (AC) di sirkuit sekunder ..
Versi elektromekanis dari perangkat switching mencakup dua kontak diam dan bergerak didukung pegas kontak. Musim semi memegang kontak bergerak melawan salah satu dari kontak diam dan menarik elektromagnet kontak bergerak ke kontak stasioner berlawanan. Arus dalam elektromagnet terganggu oleh aksi switch sehingga saklar switch terus cepat kembali dan sebagainya. Jenis switch inverter elektromekanik, disebut vibrator atau bel, pernah digunakan dalam tabung vakum radio mobil. Mekanisme serupa telah digunakan dalam lonceng pintu, buzzers dan senjata tato .
Ketika mereka menjadi tersedia dengan peringkat daya yang memadai, transistor dan jenis lainnya berbagai semikonduktor switch telah dimasukkan ke dalam desain sirkuit inverter.
Saklar di dalam inverter sederhana yang dijelaskan di atas, bila tidak digabungkan ke transformator output, menghasilkan tegangan persegi gelombang karena dari yang sederhana dan pada alam yang bertentangan dengan sinusoidal gelombang yaitu gelombang biasa catu daya AC. Menggunakan analisis Fourier, periodik bentuk gelombang yang direpresentasikan sebagai jumlah dari deret tak terhingga dari gelombang sinus. Gelombang sinus yang memiliki yang sama frekuensi dengan gelombang aslinya disebut komponen fundamental. Gelombang sinus lain, yang disebut harmonisa , yang termasuk dalam seri memiliki frekuensi yang merupakan kelipatan integral dari frekuensi dasar.
Kualitas gelombang keluaran inverter dapat dinyatakan dengan menggunakan data analisis Fourier untuk menghitung total harmonic distorsi (THD). Distorsi harmonik total (THD) adalah akar kuadrat dari jumlah kuadrat dari tegangan harmonik dibagi dengan tegangan mendasar:
Kualitas gelombang keluaran yang dibutuhkan dari inverter tergantung pada karakteristik dari beban terhubung. Beberapa beban membutuhkan pasokan tegangan gelombang sinus hampir sempurna dalam rangka untuk bekerja dengan baik. Beban lain mungkin bekerja cukup baik dengan tegangan gelombang persegi.
H-jembatan sirkuit inverter dengan saklar transistor dan dioda antiparalel
Ada banyak sirkuit listrik yang berbeda topologi dan strategi pengendalian yang digunakan dalam desain inverter. Pendekatan desain yang berbeda menangani berbagai isu yang mungkin lebih atau kurang penting tergantung pada cara yang inverter dimaksudkan untuk digunakan.
Masalah kualitas gelombang dapat diatasi dengan berbagai cara. Kapasitor dan induktor dapat digunakan untuk menyaring gelombang.Jika desain termasuk transformator , penyaringan dapat diterapkan pada primer atau sisi sekunder transformator atau kedua belah pihak. Low-pass filter diterapkan untuk memungkinkan komponen fundamental dari gelombang untuk lolos ke output sementara membatasi perjalanan komponen harmonik. Jika inverter ini dirancang untuk memberikan tenaga pada frekuensi tetap, resonansi filter dapat digunakan. Untuk frekuensi inverter diatur, filter harus disetel ke frekuensi yang berada di atas frekuensi dasar maksimum.
Karena beban yang paling mengandung induktansi, umpan balik rectifier atau antiparalel dioda sering terhubung di setiap semikonduktor beralih ke memberikan jalan untuk beban induktif puncak arus ketika saklar dimatikan. Dioda antiparalel yang agak mirip dengan dioda freewheeling digunakan di AC / DC converter sirkuit.
Analisis Fourier mengungkapkan bahwa gelombang, seperti gelombang persegi, yang anti-simetris terhadap titik 180 derajat hanya mengandung harmonisa aneh,, 3 5, 7, dll Bentuk gelombang yang memiliki langkah-langkah lebar tertentu dan tinggi dapat meredam harmonisa rendah tertentu dengan mengorbankan memperkuat harmonik yang lebih tinggi. Misalnya, dengan memasukkan langkah nol-tegangan antara bagian positif dan negatif dari gelombang persegi, semua harmonisa yang dibagi oleh tiga (3 dan 9, dll) dapat dihilangkan. Itu hanya menyisakan 5, 7, 11, dll 13 Lebar diperlukan langkah-langkah ini sepertiga periode untuk setiap langkah-langkah positif dan negatif dan seperenam periode untuk masing-masing nol tegangan langkah.
Mengubah gelombang persegi seperti dijelaskan di atas adalah contoh dari pulse-width modulasi (PWM). Modulasi, atau mengatur lebar pulsa gelombang persegi sering digunakan sebagai metode mengatur atau mengatur tegangan output inverter. Ketika kontrol tegangan tidak diperlukan, lebar pulsa tetap dapat dipilih untuk mengurangi atau menghilangkan harmonisa yang dipilih. Teknik eliminasi harmonik umumnya diterapkan pada harmonisa terendah karena penyaringan jauh lebih praktis pada frekuensi tinggi, di mana komponen filter dapat jauh lebih kecil dan lebih murah.Beberapa lebar pulsa atau operator berdasarkan skema kontrol PWM menghasilkan bentuk gelombang yang terdiri dari sempit banyak pulsa. Frekuensi diwakili oleh jumlah pulsa yang sempit per detik disebut frekuensi switching atau frekuensi pembawa . Skema kontrol sering digunakan dalam variabel-frekuensi inverter kontrol motor karena mereka memungkinkan berbagai tegangan output dan penyesuaian frekuensi sementara juga meningkatkan kualitas gelombang.
Multilevel inverter memberikan pendekatan lain untuk pembatalan harmonis. Multilevel inverter memberikan gelombang keluaran yang menunjukkan beberapa langkah di beberapa level tegangan.Sebagai contoh, adalah mungkin untuk menghasilkan gelombang yang lebih sinusoidal dengan memiliki split-rail arus searah masukan di dua tegangan, atau input positif dan negatif dengan pusat tanah . Dengan menghubungkan terminal output inverter dalam urutan antara rel positif dan tanah, rel positif dan negatif rel, rel tanah dan rel negatif, maka baik untuk rel tanah, bentuk gelombang melangkah dihasilkan pada output inverter. Ini adalah contoh dari inverter tingkat tiga: dua tegangan dan tanah.
Versi elektromekanis dari perangkat switching mencakup dua kontak diam dan bergerak didukung pegas kontak. Musim semi memegang kontak bergerak melawan salah satu dari kontak diam dan menarik elektromagnet kontak bergerak ke kontak stasioner berlawanan. Arus dalam elektromagnet terganggu oleh aksi switch sehingga saklar switch terus cepat kembali dan sebagainya. Jenis switch inverter elektromekanik, disebut vibrator atau bel, pernah digunakan dalam tabung vakum radio mobil. Mekanisme serupa telah digunakan dalam lonceng pintu, buzzers dan senjata tato .
Ketika mereka menjadi tersedia dengan peringkat daya yang memadai, transistor dan jenis lainnya berbagai semikonduktor switch telah dimasukkan ke dalam desain sirkuit inverter.
Saklar di dalam inverter sederhana yang dijelaskan di atas, bila tidak digabungkan ke transformator output, menghasilkan tegangan persegi gelombang karena dari yang sederhana dan pada alam yang bertentangan dengan sinusoidal gelombang yaitu gelombang biasa catu daya AC. Menggunakan analisis Fourier, periodik bentuk gelombang yang direpresentasikan sebagai jumlah dari deret tak terhingga dari gelombang sinus. Gelombang sinus yang memiliki yang sama frekuensi dengan gelombang aslinya disebut komponen fundamental. Gelombang sinus lain, yang disebut harmonisa , yang termasuk dalam seri memiliki frekuensi yang merupakan kelipatan integral dari frekuensi dasar.
Kualitas gelombang keluaran inverter dapat dinyatakan dengan menggunakan data analisis Fourier untuk menghitung total harmonic distorsi (THD). Distorsi harmonik total (THD) adalah akar kuadrat dari jumlah kuadrat dari tegangan harmonik dibagi dengan tegangan mendasar:
Kualitas gelombang keluaran yang dibutuhkan dari inverter tergantung pada karakteristik dari beban terhubung. Beberapa beban membutuhkan pasokan tegangan gelombang sinus hampir sempurna dalam rangka untuk bekerja dengan baik. Beban lain mungkin bekerja cukup baik dengan tegangan gelombang persegi.
H-jembatan sirkuit inverter dengan saklar transistor dan dioda antiparalel
Ada banyak sirkuit listrik yang berbeda topologi dan strategi pengendalian yang digunakan dalam desain inverter. Pendekatan desain yang berbeda menangani berbagai isu yang mungkin lebih atau kurang penting tergantung pada cara yang inverter dimaksudkan untuk digunakan.
Masalah kualitas gelombang dapat diatasi dengan berbagai cara. Kapasitor dan induktor dapat digunakan untuk menyaring gelombang.Jika desain termasuk transformator , penyaringan dapat diterapkan pada primer atau sisi sekunder transformator atau kedua belah pihak. Low-pass filter diterapkan untuk memungkinkan komponen fundamental dari gelombang untuk lolos ke output sementara membatasi perjalanan komponen harmonik. Jika inverter ini dirancang untuk memberikan tenaga pada frekuensi tetap, resonansi filter dapat digunakan. Untuk frekuensi inverter diatur, filter harus disetel ke frekuensi yang berada di atas frekuensi dasar maksimum.
Karena beban yang paling mengandung induktansi, umpan balik rectifier atau antiparalel dioda sering terhubung di setiap semikonduktor beralih ke memberikan jalan untuk beban induktif puncak arus ketika saklar dimatikan. Dioda antiparalel yang agak mirip dengan dioda freewheeling digunakan di AC / DC converter sirkuit.
Analisis Fourier mengungkapkan bahwa gelombang, seperti gelombang persegi, yang anti-simetris terhadap titik 180 derajat hanya mengandung harmonisa aneh,, 3 5, 7, dll Bentuk gelombang yang memiliki langkah-langkah lebar tertentu dan tinggi dapat meredam harmonisa rendah tertentu dengan mengorbankan memperkuat harmonik yang lebih tinggi. Misalnya, dengan memasukkan langkah nol-tegangan antara bagian positif dan negatif dari gelombang persegi, semua harmonisa yang dibagi oleh tiga (3 dan 9, dll) dapat dihilangkan. Itu hanya menyisakan 5, 7, 11, dll 13 Lebar diperlukan langkah-langkah ini sepertiga periode untuk setiap langkah-langkah positif dan negatif dan seperenam periode untuk masing-masing nol tegangan langkah.
Mengubah gelombang persegi seperti dijelaskan di atas adalah contoh dari pulse-width modulasi (PWM). Modulasi, atau mengatur lebar pulsa gelombang persegi sering digunakan sebagai metode mengatur atau mengatur tegangan output inverter. Ketika kontrol tegangan tidak diperlukan, lebar pulsa tetap dapat dipilih untuk mengurangi atau menghilangkan harmonisa yang dipilih. Teknik eliminasi harmonik umumnya diterapkan pada harmonisa terendah karena penyaringan jauh lebih praktis pada frekuensi tinggi, di mana komponen filter dapat jauh lebih kecil dan lebih murah.Beberapa lebar pulsa atau operator berdasarkan skema kontrol PWM menghasilkan bentuk gelombang yang terdiri dari sempit banyak pulsa. Frekuensi diwakili oleh jumlah pulsa yang sempit per detik disebut frekuensi switching atau frekuensi pembawa . Skema kontrol sering digunakan dalam variabel-frekuensi inverter kontrol motor karena mereka memungkinkan berbagai tegangan output dan penyesuaian frekuensi sementara juga meningkatkan kualitas gelombang.
Multilevel inverter memberikan pendekatan lain untuk pembatalan harmonis. Multilevel inverter memberikan gelombang keluaran yang menunjukkan beberapa langkah di beberapa level tegangan.Sebagai contoh, adalah mungkin untuk menghasilkan gelombang yang lebih sinusoidal dengan memiliki split-rail arus searah masukan di dua tegangan, atau input positif dan negatif dengan pusat tanah . Dengan menghubungkan terminal output inverter dalam urutan antara rel positif dan tanah, rel positif dan negatif rel, rel tanah dan rel negatif, maka baik untuk rel tanah, bentuk gelombang melangkah dihasilkan pada output inverter. Ini adalah contoh dari inverter tingkat tiga: dua tegangan dan tanah.
Tiga fase inverter
Tiga-fase inverter digunakan untuk variabel-frekuensi mengemudi aplikasi dan untuk aplikasi daya tinggi seperti ASTT transmisi listrik. Sebuah inverter tiga-fase dasar terdiri dari tiga fase tunggal inverter switch setiap terhubung ke salah satu dari tiga terminal beban. Untuk skema kontrol yang paling dasar, operasi dari tiga switch terkoordinasi sehingga satu switch beroperasi pada setiap titik 60 derajat gelombang keluaran yang mendasar. Hal ini menciptakan gelombang garis-ke-jalur output yang memiliki enam langkah. Gelombang enam langkah memiliki langkah nol-tegangan antara bagian positif dan negatif dari gelombang persegi seperti bahwa harmonik yang kelipatan tiga dieliminasi seperti dijelaskan di atas. Ketika carrier berbasis teknik PWM diterapkan untuk enam langkah bentuk gelombang, bentuk keseluruhan dasar, atau amplop , bentuk gelombang dipertahankan sehingga harmonik ke-3 dan kelipatan nya dibatalkan.
3-fase rangkaian inverter beralih menampilkan 6-langkah urutan switching dan bentuk gelombang dari tegangan antara terminal A dan C (2 3 -2 negara)
Untuk membangun inverter dengan peringkat daya yang lebih tinggi, dua enam langkah tiga-fasa inverter dapat dihubungkan secara paralel untuk nilai sekarang lebih tinggi atau dalam seri untuk rating tegangan yang lebih tinggi. Dalam kedua kasus, bentuk gelombang output fase bergeser untuk mendapatkan bentuk gelombang 12-langkah. Jika inverter tambahan digabungkan, inverter 18-langkah diperoleh dengan tiga dll inverter inverter Meskipun biasanya digabungkan untuk tujuan mencapai peringkat tegangan atau arus meningkat, kualitas gelombang ditingkatkan juga.
Sejarah
Tiga-fase inverter digunakan untuk variabel-frekuensi mengemudi aplikasi dan untuk aplikasi daya tinggi seperti ASTT transmisi listrik. Sebuah inverter tiga-fase dasar terdiri dari tiga fase tunggal inverter switch setiap terhubung ke salah satu dari tiga terminal beban. Untuk skema kontrol yang paling dasar, operasi dari tiga switch terkoordinasi sehingga satu switch beroperasi pada setiap titik 60 derajat gelombang keluaran yang mendasar. Hal ini menciptakan gelombang garis-ke-jalur output yang memiliki enam langkah. Gelombang enam langkah memiliki langkah nol-tegangan antara bagian positif dan negatif dari gelombang persegi seperti bahwa harmonik yang kelipatan tiga dieliminasi seperti dijelaskan di atas. Ketika carrier berbasis teknik PWM diterapkan untuk enam langkah bentuk gelombang, bentuk keseluruhan dasar, atau amplop , bentuk gelombang dipertahankan sehingga harmonik ke-3 dan kelipatan nya dibatalkan.
3-fase rangkaian inverter beralih menampilkan 6-langkah urutan switching dan bentuk gelombang dari tegangan antara terminal A dan C (2 3 -2 negara)
Untuk membangun inverter dengan peringkat daya yang lebih tinggi, dua enam langkah tiga-fasa inverter dapat dihubungkan secara paralel untuk nilai sekarang lebih tinggi atau dalam seri untuk rating tegangan yang lebih tinggi. Dalam kedua kasus, bentuk gelombang output fase bergeser untuk mendapatkan bentuk gelombang 12-langkah. Jika inverter tambahan digabungkan, inverter 18-langkah diperoleh dengan tiga dll inverter inverter Meskipun biasanya digabungkan untuk tujuan mencapai peringkat tegangan atau arus meningkat, kualitas gelombang ditingkatkan juga.
Sejarah
Awal inverter
Dari akhir abad kesembilan belas sampai pertengahan abad kedua puluh, DC-to-AC daya konversi dilakukan dengan menggunakan konverter rotari atau motor Generator set (MG set).Pada awal abad kedua puluh, vakum tabung dan tabung gas diisi mulai digunakan sebagai saklar di sirkuit inverter. Jenis yang paling banyak digunakan adalah tabung thyratron.
Asal-usul inverter elektromekanis menjelaskan sumber dari istilah inverter . Awal AC-DC konverter menggunakan induksi atau motor AC sinkron langsung terhubung ke generator (dinamo) sehingga komutator generator terbalik koneksi yang tepat pada saat yang tepat untuk menghasilkan DC. Sebuah perkembangan selanjutnya adalah konverter sinkron, di mana gulungan motor dan generator digabungkan menjadi satu angker, dengan cincin slip di satu ujung dan di ujung lainnya komutator dan hanya satu bingkai lapangan. Hasil dengan baik adalah AC-in, DC-out. Dengan mengatur MG, DC dapat dianggap secara terpisah dihasilkan dari AC, dengan konverter sinkron, dalam arti tertentu dapat dianggap sebagai "AC diperbaiki mekanis". Mengingat peralatan bantu dan kontrol yang tepat, satu set MG atau converter putar dapat "berjalan mundur", mengubah DC ke AC. Oleh karena itu inverter adalah sebuah konverter terbalik.
Dari akhir abad kesembilan belas sampai pertengahan abad kedua puluh, DC-to-AC daya konversi dilakukan dengan menggunakan konverter rotari atau motor Generator set (MG set).Pada awal abad kedua puluh, vakum tabung dan tabung gas diisi mulai digunakan sebagai saklar di sirkuit inverter. Jenis yang paling banyak digunakan adalah tabung thyratron.
Asal-usul inverter elektromekanis menjelaskan sumber dari istilah inverter . Awal AC-DC konverter menggunakan induksi atau motor AC sinkron langsung terhubung ke generator (dinamo) sehingga komutator generator terbalik koneksi yang tepat pada saat yang tepat untuk menghasilkan DC. Sebuah perkembangan selanjutnya adalah konverter sinkron, di mana gulungan motor dan generator digabungkan menjadi satu angker, dengan cincin slip di satu ujung dan di ujung lainnya komutator dan hanya satu bingkai lapangan. Hasil dengan baik adalah AC-in, DC-out. Dengan mengatur MG, DC dapat dianggap secara terpisah dihasilkan dari AC, dengan konverter sinkron, dalam arti tertentu dapat dianggap sebagai "AC diperbaiki mekanis". Mengingat peralatan bantu dan kontrol yang tepat, satu set MG atau converter putar dapat "berjalan mundur", mengubah DC ke AC. Oleh karena itu inverter adalah sebuah konverter terbalik.
Controlled rectifier inverter
Sejak transistor awal tidak tersedia dengan tegangan yang cukup dan peringkat saat ini untuk aplikasi inverter kebanyakan, itu adalah pengenalan 1957 dari thyristor atau silikon dikontrol penyearah (SCR) yang memprakarsai transisi ke solid state sirkuit inverter.
12-pulsa-line sirkuit inverter commutated
Para pergantian persyaratan SCR adalah pertimbangan utama dalam desain sirkuit SCR. SCR tidak mematikan atau commutate secara otomatis ketika sinyal kontrol gerbang dimatikan. Mereka hanya mematikan ketika maju saat ini berkurang hingga di bawah saat ini memegang minimum, yang bervariasi dengan masing-masing jenis SCR, melalui beberapa proses eksternal. Untuk SCR terhubung ke sumber listrik AC, pergantian terjadi secara alami setiap kali polaritas dari tegangan sumber membalikkan. SCR terhubung ke sumber listrik DC biasanya membutuhkan sarana pergantian paksa yang memaksa arus ke nol saat pergantian diperlukan. SCR paling rumit sirkuit mempekerjakan pergantian alami daripada pergantian paksa. Dengan penambahan sirkuit pergantian paksa, SCR telah digunakan dalam jenis sirkuit inverter yang dijelaskan di atas.
Dalam aplikasi di mana inverter transfer daya dari sumber daya DC ke sumber listrik AC, adalah mungkin untuk menggunakan AC-DC dikontrol sirkuit penyearah beroperasi dalam modus inversi. Dalam modus inversi, rangkaian penyearah terkontrol beroperasi sebagai sebuah garis commutated inverter. Jenis operasi dapat digunakan dalam sistem transmisi daya ASTT dan dalam pengereman regeneratif pengoperasian sistem kontrol motor.
Tipe lain dari SCR sirkuit inverter input sumber arus (CSI) inverter. Sebuah inverter CSI adalah ganda dari inverter sumber tegangan enam langkah. Dengan sumber arus inverter, catu daya DC dikonfigurasi sebagai sumber arus daripada sumber tegangan . Para SCR inverter diaktifkan dalam urutan enam langkah untuk mengarahkan arus ke beban AC tiga fase sebagai gelombang arus melangkah. CSI inverter metode pergantian termasuk pergantian beban dan pergantian kapasitor paralel. Dengan kedua metode, peraturan input membantu keringanan hukuman. Dengan pergantian beban, beban motor sinkron beroperasi pada faktor daya terkemuka.
Ketika mereka telah tersedia dalam tegangan tinggi dan peringkat saat ini, semikonduktor seperti transistor atau IGBTs yang dapat dimatikan melalui sinyal-sinyal kendali telah menjadi komponen switching disukai untuk digunakan dalam sirkuit inverter.
Sejak transistor awal tidak tersedia dengan tegangan yang cukup dan peringkat saat ini untuk aplikasi inverter kebanyakan, itu adalah pengenalan 1957 dari thyristor atau silikon dikontrol penyearah (SCR) yang memprakarsai transisi ke solid state sirkuit inverter.
12-pulsa-line sirkuit inverter commutated
Para pergantian persyaratan SCR adalah pertimbangan utama dalam desain sirkuit SCR. SCR tidak mematikan atau commutate secara otomatis ketika sinyal kontrol gerbang dimatikan. Mereka hanya mematikan ketika maju saat ini berkurang hingga di bawah saat ini memegang minimum, yang bervariasi dengan masing-masing jenis SCR, melalui beberapa proses eksternal. Untuk SCR terhubung ke sumber listrik AC, pergantian terjadi secara alami setiap kali polaritas dari tegangan sumber membalikkan. SCR terhubung ke sumber listrik DC biasanya membutuhkan sarana pergantian paksa yang memaksa arus ke nol saat pergantian diperlukan. SCR paling rumit sirkuit mempekerjakan pergantian alami daripada pergantian paksa. Dengan penambahan sirkuit pergantian paksa, SCR telah digunakan dalam jenis sirkuit inverter yang dijelaskan di atas.
Dalam aplikasi di mana inverter transfer daya dari sumber daya DC ke sumber listrik AC, adalah mungkin untuk menggunakan AC-DC dikontrol sirkuit penyearah beroperasi dalam modus inversi. Dalam modus inversi, rangkaian penyearah terkontrol beroperasi sebagai sebuah garis commutated inverter. Jenis operasi dapat digunakan dalam sistem transmisi daya ASTT dan dalam pengereman regeneratif pengoperasian sistem kontrol motor.
Tipe lain dari SCR sirkuit inverter input sumber arus (CSI) inverter. Sebuah inverter CSI adalah ganda dari inverter sumber tegangan enam langkah. Dengan sumber arus inverter, catu daya DC dikonfigurasi sebagai sumber arus daripada sumber tegangan . Para SCR inverter diaktifkan dalam urutan enam langkah untuk mengarahkan arus ke beban AC tiga fase sebagai gelombang arus melangkah. CSI inverter metode pergantian termasuk pergantian beban dan pergantian kapasitor paralel. Dengan kedua metode, peraturan input membantu keringanan hukuman. Dengan pergantian beban, beban motor sinkron beroperasi pada faktor daya terkemuka.
Ketika mereka telah tersedia dalam tegangan tinggi dan peringkat saat ini, semikonduktor seperti transistor atau IGBTs yang dapat dimatikan melalui sinyal-sinyal kendali telah menjadi komponen switching disukai untuk digunakan dalam sirkuit inverter.
Rectifier dan inverter pulsa nomor
Sirkuit penyearah sering dikelompokkan dengan jumlah pulsa arus yang mengalir ke sisi DC dari rectifier per siklus tegangan masukan AC. Sebuah fase tunggal penyearah gelombang setengah adalah satu rangkaian pulsa dan fasa-tunggal penyearah gelombang penuh adalah sirkuit dua pulsa. Sebuah sistem tiga fasa setengah gelombang adalah sirkuit penyearah tiga-pulsa dan tiga fase penyearah gelombang penuh adalah rangkaian enam-pulsa.
Dengan tiga-fase rectifier, dua atau lebih rectifier kadang-kadang dihubungkan secara seri atau paralel untuk mendapatkan tegangan yang lebih tinggi atau peringkat saat ini. Masukan penyearah dipasok dari transformer khusus yang menyediakan output fase bergeser. Hal ini memiliki efek perkalian fase. Enam fase diperoleh dari dua transformer, dua belas dari tiga fase transformator dan seterusnya. Rangkaian penyearah terkait 12-pulsa rectifier, 18-pulsa penyearah dan sebagainya.
Ketika sirkuit penyearah terkontrol dioperasikan dalam modus inversi, mereka akan diklasifikasikan dengan nomor pulsa juga. Sirkuit penyearah yang memiliki jumlah pulsa yang lebih tinggi telah mengurangi kandungan harmonik pada arus AC riak masukan dan mengurangi dalam tegangan DC output. Dalam modus inversi, sirkuit yang memiliki jumlah pulsa yang lebih tinggi memiliki konten yang lebih rendah harmonik dalam bentuk gelombang tegangan output AC.
Buka juga :
Sirkuit penyearah sering dikelompokkan dengan jumlah pulsa arus yang mengalir ke sisi DC dari rectifier per siklus tegangan masukan AC. Sebuah fase tunggal penyearah gelombang setengah adalah satu rangkaian pulsa dan fasa-tunggal penyearah gelombang penuh adalah sirkuit dua pulsa. Sebuah sistem tiga fasa setengah gelombang adalah sirkuit penyearah tiga-pulsa dan tiga fase penyearah gelombang penuh adalah rangkaian enam-pulsa.
Dengan tiga-fase rectifier, dua atau lebih rectifier kadang-kadang dihubungkan secara seri atau paralel untuk mendapatkan tegangan yang lebih tinggi atau peringkat saat ini. Masukan penyearah dipasok dari transformer khusus yang menyediakan output fase bergeser. Hal ini memiliki efek perkalian fase. Enam fase diperoleh dari dua transformer, dua belas dari tiga fase transformator dan seterusnya. Rangkaian penyearah terkait 12-pulsa rectifier, 18-pulsa penyearah dan sebagainya.
Ketika sirkuit penyearah terkontrol dioperasikan dalam modus inversi, mereka akan diklasifikasikan dengan nomor pulsa juga. Sirkuit penyearah yang memiliki jumlah pulsa yang lebih tinggi telah mengurangi kandungan harmonik pada arus AC riak masukan dan mengurangi dalam tegangan DC output. Dalam modus inversi, sirkuit yang memiliki jumlah pulsa yang lebih tinggi memiliki konten yang lebih rendah harmonik dalam bentuk gelombang tegangan output AC.
Buka juga :
1 comment for "Inverter "
Silahkan berkomentar disini