Taajuusmuuttaja on sähkölaite, joka muuntaa tasavirtajännitesyötön symmetriseksi vaihtovirraksi, jonka vakiokoko ja taajuus ovat lähtöpuolella. Sitä kutsutaan myös nimellä DC - AC-muunnin . Ihanteellinen taajuusmuuttajan tulo ja lähtö voidaan esittää joko sinimuotoisina ja ei-sinimuotoisina aaltomuotoina. Jos invertterin tulolähde on jännitelähde, niin invertteriä sanotaan kutsutaan jännitelähde-invertteriksi (VSI) ja jos invertterin tulolähde on virtalähde, niin sitä kutsutaan virtalähteen invertteriksi (CSI) . Taajuusmuuttajat luokitellaan kahteen tyyppiin käytetyn kuorman tyypin mukaan, ts. yksivaihe invertterit ja kolmivaiheiset invertterit. Yksivaiheiset taajuusmuuttajat luokitellaan edelleen kahteen tyyppiin puolisilta- ja täyssiltataajuusmuuttajia. Tässä artikkelissa selitetään täyssillan taajuusmuuttajan yksityiskohtainen rakenne ja toiminta.
Mikä on yksivaiheinen täyssilta-invertteri?
Määritelmä: Täyssiltainen yksivaiheinen invertteri on kytkinlaite, joka tuottaa neliöaallon vaihtovirtajännitteen DC-tuloa sovellettaessa säätämällä kytkimen kytkemistä päälle ja pois päältä sopivan kytkentäjärjestyksen perusteella, jossa tuotettu lähtöjännite on muodoltaan + Vdc , -Vdc tai 0.
Taajuusmuuttajien luokitus
Taajuusmuuttajat luokitellaan viiteen tyyppiin
Lähtöominaisuuksien mukaan
- Neliöaaltoinvertteri
- Sen aaltoinvertteri
- Muunnettu siniaaltoinvertteri.
Taajuusmuuttajan lähteen mukaan
- Virtalähteen invertteri
- Jännitelähteen invertteri
Kuormitustyypin mukaan
- Puolisiltainen taajuusmuuttaja
- Täyssiltainvertteri
Kolmivaiheiset taajuusmuuttajat
- 180 asteen tila
- 120 asteen tila
Eri PWM-tekniikoiden mukaan
- Yksinkertainen pulssinleveysmodulaatio (SPWM)
- Useiden pulssien leveyden modulointi (MPWM)
- Sinimuotoinen pulssinleveyden modulointi (SPWM)
- Muokattu sinimuotoinen pulssinleveyden modulointi (MSPWM)
Lähtötasojen lukumäärän mukaan.
- Tavalliset 2-tasoiset taajuusmuuttajat
- Monitasoinen taajuusmuuttaja.
Rakentaminen
Täyssillan taajuusmuuttajan rakenne on, se koostuu neljästä hakkurista, joissa kukin helikopteri koostuu parista transistori tai tyristori ja a diodi , pari kytketty toisiinsa eli
- T1 ja D1 on kytketty rinnakkain,
- T4 ja D2 on kytketty rinnakkain,
- T3 ja D3 on kytketty rinnakkain ja
- T2 ja D4 on kytketty rinnakkain.
Kuormitus V0 on kytketty hakkuriparin välille AB: ssä ja T1: n ja T4: n pääteliittimet on kytketty jännitelähteeseen VDC alla olevan kuvan mukaisesti.
Piirikaavio täyssillan yksivaiheisesta invertteristä
Vastaava piiri voidaan esittää kytkimen muodossa alla olevan kuvan mukaisesti
Diodivirran yhtälö
Yksivaiheisen täyssilta-invertterin toiminta
Yksivaiheisen täyssillan käyttö RLC-kuorma taajuusmuuttaja voidaan selittää seuraavilla skenaarioilla
Ylikuormitus ja alivaimennus
Kuvaajasta 0: sta T / 2: een, jos DC-viritystä käytetään RLC-kuormitukseen. Saatu lähtökuormavirta on sinimuotoisessa aaltomuodossa. Koska RLC-kuormaa käytetään, RLC-kuorman reaktanssi esitetään kahdessa olosuhteessa kuten XL ja XC
Codition1: Jos XL> XC, se toimii viivästyneenä kuormana ja sanotaan, että sitä kutsutaan liian vaimennetuksi järjestelmäksi ja
Kunto2: Jos XL Täysi silta-invertteriaaltomuoto Kummankin johtokulma vaihtaa ja kukin diodi voidaan määrittää käyttämällä V0: n ja I0: n aaltomuotoa. Tapaus 1: Väliltä φ - π, V0> 0 ja I0> 0 kytkimet sitten S1, S2 suorittaa Tapaus 1: Nollasta 0 - π - φ, V0> 0 ja I0> 0 kytkimet S1, S2 johtavat Tapaus 2: Alkaen π - φ - π, V0> 0 ja I0<0 then diodes D1, D2 conducts Tapaus 3: Alkaen π - 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts Tapaus 4: Muoto 2 π - φ - 2 π, V0 0 sitten diodit D3, D4 johtavat Tapaus 5: D3 ja D4 johtavat ennen φ - 0. Siksi kunkin diodin johtokulma on 'Phi' ja kunkin johtokulma Tyristori tai transistori on “Π - φ”. Itsekommunikointitilanne voidaan havaita johtavan kuormituksen tilassa Kaaviosta voidaan havaita, että “φ - π - φ”, S1 ja S2 johtavat ja kun “π - φ”, D1, D2 johtavat, tässä vaiheessa eteenpäin suuntautuva jännitehäviö D1: n ja D2: n yli on 1 Volt. Jos S1 ja S2 ovat negatiivisen jännitteen edessä π - φ: n jälkeen, niin S1 ja S2 sammuvat. Siksi itse kommutointi on mahdollista tässä tapauksessa. Täysi silta-invertteriaaltomuoto Pakotettu kommutaatiotilanne voidaan havaita viivästyneessä kuormitustilassa Kaaviosta voidaan havaita, että ”o – φ”, D1 ja D2 johtavat ja välillä π - φ, S1 ja S2 johtavat ja ovat oikosulussa. “Φ”: n jälkeen D3 ja D4 toimivat vain, jos S1 ja S2 on kytketty pois päältä, mutta tämä ehto voidaan täyttää vain pakottamalla S1 ja S2 sammumaan. Siksi käytämme pakotetun käsitettä vaihtaminen . 1). Kunkin diodin johtokulma on Phi 2). Kunkin tyristorin johtokulma on π - φ . 3). Itsekytkentä on mahdollista vain johtavassa tehokerroinkuormituksessa tai alitahdistetussa järjestelmässä piirin sammutusajalla tc= φ / w0 .Missä w0 on perustaajuus. 4). Fourier-sarja V0(t) = ∑n = 1,3,5a[4 VDC/ nπ] Sin n w0t 5). Minä0(t) = ∑n = 1,3,5a[4 VDC/ nπ l znl] Sin n w0t + φn 6). V01max= 4 VDC/ Pi 7). Minä01max= 4 VDC/ π Z1 8). Mod Zn= Rkaksi+ (n w0P - 1 / n w0C) missä n = 1,2,3,4… 9). Phin= niin-1[( / R] 10). Perussiirtokerroin FDF= cos Phi 11). Diodivirran yhtälö IDja aaltomuoto annetaan seuraavasti MinäD01 (keskim.)= 1 / 2π [∫0PhiMinä01 maksSynti (w0t - φ1)] dwt MinäD01 (rms)= [1 / 2π [∫0PhiMinä01kaksienintIlmankaksi(v0t - φ1) dwt]]1/2 Diodivirran yhtälö 12). Kytkin- tai tyristorivirtayhtälö ITja aaltomuoto annetaan seuraavasti MinäT01 (keskim.)= 1 / 2π [∫PhiPiMinä01 maksSynti (w0t - φ1)] dwt MinäT01 (rms)= [1 / 2π [∫PhiPiMinä01kaksienintIlmankaksi(v0t - φ1) dwt]]1/2 Tyristorin aaltomuoto Seuraavat ovat etuja Seuraavassa on haittoja Seuraavat ovat sovelluksia Täten, invertteri on sähkölaite joka muuntaa tasavirtajännitesyötön epäsymmetriseksi vaihtovirraksi, jonka suuruus ja taajuus ovat lähtöpuolella. Kuormitustyypin mukaan yksivaiheinen taajuusmuuttaja luokitellaan kahteen tyyppiin, kuten puolisiltamuuntaja ja täyssiltainvertteri. Tässä artikkelissa kerrotaan täyssillan yksivaiheisesta invertteristä. Se koostuu 4 tyristorista ja 4 diodista, jotka yhdessä toimivat kuin kytkimet. Kytkinasennoista riippuen täyssilta-invertteri toimii. Täyssillan tärkein etu puolisillan yli on, että lähtöjännite on 2 kertaa syöttöjännite ja lähtöteho on 4 kertaa puolisillan invertteriin verrattuna.
Johtokulma
Hitaalla kuormituksella
Tapaus 2: Väliltä 0 - φ, V0> 0 ja I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Tapaus 3: Alkaen π + φ - 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Tapaus 4: Muoto π - π + φ, V0 0 johtaa sitten diodit D3, D4.Johtavassa kuormituksessa
Pakotettu kommutaatio ja itsekytkentä
Kaavat
Yhden vaiheen täyssilta-invertterin edut
Yksivaiheisen täyssilta-invertterin haitat
Yhden vaiheen täyssilta-invertterin sovellukset
