인버터는 DC 입력 공급을 출력 측에서 표준 크기 및 주파수의 대칭 AC 전압으로 변환하는 전기 장치입니다. 또한 다음과 같이 명명됩니다. DC-AC 변환기 . 이상적인 인버터 입력 및 출력은 사인파 및 비 사인파 파형으로 표현할 수 있습니다. 인버터에 대한 입력 소스가 전압 소스 인 경우 인버터를 전압 소스 인버터 (VSI)라고하며 인버터에 대한 입력 소스가 전류 소스이면이를 전류 소스 인버터 (CSI)라고합니다. . 인버터는 사용되는 부하의 유형에 따라 2 가지 유형으로 분류됩니다. 단상 인버터 및 3 상 인버터. 단상 인버터는 하프 브리지 인버터와 풀 브리지 인버터의 두 가지 유형으로 더 나뉩니다. 이 기사에서는 풀 브리지 인버터의 자세한 구성 및 작동에 대해 설명합니다.
단상 풀 브리지 인버터 란?
정의: 풀 브리지 단상 인버터는 적절한 스위칭 시퀀스에 따라 스위치를 켜고 끄는 스위치를 조정하여 DC 입력 적용시 구형파 AC 출력 전압을 생성하는 스위칭 장치입니다. 여기서 생성 된 출력 전압은 + Vdc 형식입니다. , -Vdc 또는 0.
인버터 분류
인버터는 5 가지 유형으로 분류됩니다.
출력 특성에 따라
인버터의 소스에 따라
- 전류 소스 인버터
- 전압원 인버터
부하 유형에 따라
- 하프 브리지 인버터
- 풀 브리지 인버터
3 상 인버터
- 180도 모드
- 120도 모드
다른 PWM 기술에 따라
- 단순한 펄스 폭 변조 (SPWM)
- MPWM (다중 펄스 폭 변조)
- 정현파 펄스 폭 변조 (SPWM)
- 수정 된 정현파 펄스 폭 변조 (MSPWM)
출력 레벨 수에 따라.
- 일반 2 레벨 인버터
- 다단계 인버터.
구성
풀 브리지 인버터의 구성은 4 개의 초퍼로 구성되며 각 초퍼는 한 쌍의 트랜지스터 또는 사이리스터와 다이오드 , 함께 연결된 쌍 즉
- T1과 D1은 병렬로 연결됩니다.
- T4와 D2는 병렬로 연결됩니다.
- T3와 D3는 병렬로 연결되고
- T2와 D4는 병렬로 연결됩니다.
부하 V0은“AB”에있는 한 쌍의 초퍼 사이에 연결되고 T1 및 T4의 끝 단자는 아래와 같이 전압 소스 VDC에 연결됩니다.
풀 브리지 단상 인버터의 회로도
등가 회로는 아래와 같이 스위치 형태로 표현할 수 있습니다.
다이오드 전류 방정식
단상 풀 브리지 인버터의 작동
사용하는 단상 풀 브리지의 작동 RLC 부하 인버터는 다음 시나리오를 사용하여 설명 할 수 있습니다.
오버 댐핑 및 언더 댐핑
RLC 부하에 DC 여자를 적용하면 0에서 T / 2까지의 그래프. 얻은 출력 부하 전류는 정현파 형입니다. RLC 부하가 사용되기 때문에 RLC 부하의 리액턴스는 XL 및 XC의 두 가지 조건으로 표시됩니다.
Codition1 : XL> XC 인 경우 지연 부하처럼 작용하며 과감한 시스템이라고하며
조건 2 : XL 인 경우 풀 브리지 인버터 파형 각각의 전도 각도 스위치 각 다이오드는 V0 및 I0의 파형을 사용하여 결정될 수 있습니다. 사례 1 : φ에서 π까지, V0> 0 및 I0> 0 다음 스위치 S1, S2가 전도 사례 1 : 0에서 π까지 – φ, V0> 0 및 I0> 0 다음 스위치 S1, S2 전도 사례 2 : π-φ에서 π, V0> 0 및 I0<0 then diodes D1, D2 conducts 사례 3 : π에서 2 π-φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts 사례 4 : 형태 2 π-φ ~ 2 π, V0 0 다음 다이오드 D3, D4 전도 사례 5 : φ에서 0, D3 및 D4가 수행되기 전에. 따라서 각 다이오드의 전도 각은 '피' 그리고 각각의 전도 각도 사이리스터 또는 트랜지스터는 'Π-φ'. 선행 부하 조건에서 자기 정류 상황을 관찰 할 수 있습니다. 그래프에서 'φ ~ π – φ', S1 및 S2가 전도되고 'π – φ'이후 D1, D2가 전도되고이 시점에서 D1과 D2의 순방향 전압 강하는 1 볼트임을 알 수 있습니다. S1과 S2가 'π – φ'이후에 음의 전압을 향하고 있으므로 S1과 S2가 꺼집니다. 따라서이 경우 자체 정류가 가능합니다. 풀 브리지 인버터 파형 지연 부하 조건에서 강제 정류 상황을 관찰 할 수 있습니다. 그래프에서“o ~ φ”, D1 및 D2가 전도되고 π에서 φ, S1 및 S2가 전도되고 단락되었음을 알 수 있습니다. 'φ'이후 D3 및 D4는 S1 및 S2가 꺼진 경우에만 수행되지만이 조건은 S1 및 S2를 강제로 꺼야 만 충족 될 수 있습니다. 따라서 우리는 강제의 개념을 사용합니다. 전환 . 1). 각 다이오드의 전도 각은 피 2). 각 사이리스터의 전도 각은 다음과 같습니다. π-φ . 삼). 자기 정류는 회로 차단 시간에 선행 역률 부하 또는 저 감쇠 시스템에서만 가능합니다. 티씨= φ / w0 .여기서 w0은 기본 주파수입니다. 4). 푸리에 급수 V0(t) = ∑n = 1,3,5ㅏ[4VDC/ nπ] Sin n w0티 5). 나는0(t) = ∑n = 1,3,5ㅏ[4VDC/ nπ l z엔l] 죄 n w0t + φ엔 6). V01 최대= 4Vdc/ 파이 7). 나는01 최대= 4Vdc/ π Z1 8). Mod Z엔= 아르 자형두+ (n w0L – 1 / n w0C) 여기서 n = 1,2,3,4… .. 9). 피엔= 그래서-1[( / R] 10). 기본 변위 계수 에프DF= cos 피 11). 다이오드 전류 방정식 I디파형은 다음과 같이 주어집니다 나는D01 (평균)= 1 / 2π [∫0피나는최대 01죄 (w0t-φ1)] dwt 나는D01 (rms)= [1 / 2π [∫0피나는01두최대없이두(V0t-φ1) dwt]]1/2 다이오드 전류 방정식 12). 스위치 또는 사이리스터 전류 방정식 I티파형은 다음과 같이 주어집니다 나는T01 (평균)= 1 / 2π [∫피파이나는최대 01죄 (w0t-φ1)] dwt 나는T01 (rms)= [1 / 2π [∫피파이나는01두최대없이두(V0t-φ1) dwt]]1/2 사이리스터 파형 다음은 장점입니다 다음은 단점입니다. 다음은 응용 프로그램입니다 그러므로, 인버터는 전기 장치 DC 입력 공급을 출력 측에서 표준 크기 및 주파수의 비대칭 AC 전압으로 변환합니다. 부하의 유형에 따라 단상 인버터는 하프 브리지 인버터와 풀 브리지 인버터의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 이 기사에서는 풀 브리지 단상 인버터에 대해 설명합니다. 스위치처럼 작동하는 4 개의 사이리스터와 4 개의 다이오드로 구성됩니다. 스위치 위치에 따라 풀 브리지 인버터가 작동합니다. 하프 브리지에 비해 풀 브리지의 주요 장점은 출력 전압이 입력 전압의 2 배이고 출력 전력이 하프 브리지 인버터에 비해 4 배라는 것입니다.전도 각도
지연 부하 조건에서
사례 2 : 0에서 φ, V0> 0 및 I0<0 then diodes D1, D2 conducts
사례 3 : π + φ에서 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
사례 4 : π에서 π + φ, V0 0을 형성하면 다이오드 D3, D4가 전도됩니다.선행 부하 조건에서
강제 정류 및 자기 정류
방식
단상 풀 브리지 인버터의 장점
단상 풀 브리지 인버터의 단점
단상 풀 브리지 인버터의 응용