인버터 :

인버터는 직류 (DC)를 교류 (AC)로 변환하는 전기 장치입니다. 인버터는 가정의 비상 백업 전원에 사용됩니다. 인버터는 일부 항공기 시스템에서 항공기 DC 전력의 일부를 AC로 변환하는 데 사용됩니다. AC 전원은 주로 조명, 레이더, 라디오, 모터 및 기타 장치와 같은 전기 장치에 사용됩니다.

다단계 인버터 :

이제 하루의 많은 산업 응용 분야에서 높은 전력이 필요하기 시작했습니다. 그러나 업계의 일부 기기는 작동을 위해 중간 또는 저전력이 필요합니다. 모든 산업 부하에 고전력 소스를 사용하면 고전력이 필요한 일부 모터에 도움이되는 반면 다른 부하를 손상시킬 수 있습니다. 일부 고압 모터 드라이브 및 유틸리티 애플리케이션에는 고압이 필요합니다. 다중 레벨 인버터는 1975 년부터 고전력 및 고압 상황에서 대안으로 도입되었습니다. 멀티 레벨 인버터는 인버터와 같으며 고전력 및 고압 상황에서 대안으로 산업용 애플리케이션에 사용됩니다.

다단계 인버터

일반 DC-AC 인버터 회로

다중 레벨 컨버터의 필요성은 중간 전압 소스에서 높은 출력 전력을 제공하는 것입니다. 배터리, 슈퍼 커패시터, 태양 광 패널과 같은 소스는 중간 전압 소스입니다. 다중 레벨 인버터는 여러 스위치로 구성됩니다. 다단계 인버터에서 배치 스위치의 각도는 매우 중요합니다.

다단계 인버터의 유형 :

다단계 인버터는 세 가지 유형입니다.

다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터
플라잉 커패시터 다단계 인버터
캐스케이드 H 브리지 다단계 인버터

다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터 :

“직류와 교류가 다르다 ”

이 인버터의 주요 개념은 다이오드를 사용하고 서로 다른 위상을 통해 직렬로 연결된 커패시터 뱅크에 여러 전압 레벨을 제공하는 것입니다. 다이오드는 제한된 양의 전압을 전달하여 다른 전기 장치에 대한 스트레스를 줄입니다. 최대 출력 전압은 입력 DC 전압의 절반입니다. 다이오드 클램핑 다단계 인버터의 주요 단점입니다. 이 문제는 스위치, 다이오드, 커패시터를 늘리면 해결할 수 있습니다. 커패시터 밸런싱 문제로 인해 세 가지 레벨로 제한됩니다. 이러한 유형의 인버터는 모든 스위칭 장치에 사용되는 기본 주파수로 인해 고효율을 제공하며 백투백 전력 전송 시스템의 간단한 방법입니다.

예 : 5- 레벨 다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터, 9 레벨 다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터.

5 레벨 다이오드 클램핑 멀티 레벨 인버터는 스위치를 사용하고 다이오드는 단일 커패시터가 사용되므로 출력 전압은 입력 DC의 절반입니다.
9 레벨 다이오드 클램핑 멀티 레벨 인버터는 스위치를 사용하며 다이오드 커패시터는 5 레벨 다이오드 클램핑 인버터보다 2 배 더 많습니다. 따라서 출력은 입력 이상입니다.

5- 레벨 다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터

다이오드 클램프 멀티 레벨 인버터의 응용 :

정적 var 보상
가변 속도 모터 드라이브
고전압 시스템 상호 연결
고전압 DC 및 AC 전송 라인

플라잉 커패시터 다단계 인버터 :

이 인버터의 주요 개념은 커패시터를 사용하는 것입니다. 커패시터 클램핑 스위칭 셀의 직렬 연결입니다. 커패시터는 제한된 양의 전압을 전기 장치에 전달합니다. 이 인버터에서 스위칭 상태는 다이오드 클램프 인버터와 같습니다. 이러한 유형의 다단계 인버터에는 클램핑 다이오드가 필요하지 않습니다. 출력은 입력 DC 전압의 절반입니다. 플라잉 커패시터 다단계 인버터의 단점입니다. 또한 플라잉 커패시터의 균형을 맞추기 위해 위상 내에 스위칭 중복성이 있습니다. 유효 및 무효 전력 흐름을 모두 제어 할 수 있습니다. 그러나 고주파 스위칭으로 인해 스위칭 손실이 발생합니다.

예 : 5 단계 플라잉 커패시터 다중 레벨 인버터, 9 단계 플라잉 커패시터 다중 레벨 인버터.

이 인버터는 다이오드 클램프 멀티 인버터와 동일합니다.
이 인버터에서는 스위치와 커패시터 만 사용됩니다.

5 레벨 플라잉 커패시터 멀티 레벨 인버터

플라잉 커패시터 다단계 인버터의 응용

DTC (Direct Torque Control) 회로를 이용한 유도 전동기 제어
정적은 세대였다
AC-DC 및 DC-AC 변환 애플리케이션 모두
고조파 왜곡 기능이있는 컨버터
정현파 전류 정류기

캐스케이드 H- 브리지 다단계 인버터 :

캐스케이드 H-bride 다중 레벨 인버터는 커패시터와 스위치를 사용하기위한 것이며 각 레벨에서 더 적은 수의 부품을 필요로합니다. 이 토폴로지는 일련의 전력 변환 셀로 구성되며 전력을 쉽게 확장 할 수 있습니다. 커패시터와 스위치 쌍의 조합을 H- 브리지라고하며 각 H- 브리지에 대해 별도의 입력 DC 전압을 제공합니다. H- 브리지 셀로 구성되어 있으며 각 셀은 0, 양의 DC 및 음의 DC 전압과 같은 세 가지 전압을 제공 할 수 있습니다. 이러한 유형의 다중 레벨 인버터의 장점 중 하나는 다이오드 클램핑 및 플라잉 커패시터 인버터에 비해 부품 수가 적다는 것입니다. 인버터의 가격과 무게는 2 대의 인버터보다 저렴합니다. 일부 새로운 스위칭 방법으로 소프트 스위칭이 가능합니다.

다단계 캐스케이드 인버터는 기존의 다상 인버터에 필요한 부피가 큰 변압기, 다이오드 클램프 인버터의 경우 필요한 클램핑 다이오드 및 플라잉 커패시터 인버터의 경우 필요한 플라잉 커패시터를 제거하는 데 사용됩니다. 그러나 이들은 각 셀에 공급하기 위해 많은 수의 절연 전압이 필요합니다.