Download
1 / 27
300 likes | 567 Vues
Inverteriai. Inverteris – tai prietaisas keičiantis nuolatinę įtampą į kintamąją. Inverteriai praktikoje dažniausiai taikomi: Keičiant 12VDC į 230VAC įtampą; Dažnio keitikliuose; Alternatyviųjų energijos šaltinių įtampą norint atiduoti į elektros tinklus, buitiniams prietaisams maitinti;
E N D
Inverteris – tai prietaisas keičiantis nuolatinę įtampą į kintamąją. Inverteriai praktikoje dažniausiai taikomi: • Keičiant 12VDC į 230VAC įtampą; • Dažnio keitikliuose; • Alternatyviųjų energijos šaltinių įtampą norint atiduoti į elektros tinklus, buitiniams prietaisams maitinti; • Nuolatinės įtampos intarpuose tarp skirtingų energetinių sistemų; • Buityje.
Tipinės inverterio elektrinės schemos arba Dvipusė H tiltelio schema Vienpusė H tiltelio schema Vienpusiame tiltelyje pora kaskadiniu jungimu Q3 ir Q4 veikiantys tranzistoriai pakeičiami kondensatoriais. Tokia schema pritaikoma mažesnio galingumo inverteriuose pvz.: kompiuterių maitinimo šaltiniuose 50Hz dažnį verčiant į 40kHz ir daugiau.
! H tiltelio veikimo principaskeičiant DCįAC Vienfazio H tiltelioveikimo principo aiškinamoji schema Tiltelio raktų komutavimo taisyklės: • A+ arba A- raktas gali būti uždarytas, tačiau negali būti uždaryti vienu metu Vdc • B+ arbaB- raktas gali būti uždarytas, tačiau negali būti būti uždaryti vienu metu *Kaskados raktų perjungimo metu, kai +A atidaromas, o A- uždaromas (arba atvirkščiai) dėl pereinamųjų procesų abu raktai gali užsidaryti, tuomet galimas nuolatinės įtampos šaltinio užtrumpinimas. *Kad to išvengti, perjungimo metu abu raktai trumpą laiką išjungiami. Šis laikas reikalingas pereinamiesiems procesams užgesti vadinamas Dead Time, po to uždaromas priešingas raktas. A+ B+ Va Vb Load A – B – Įtampų lygiai Va ir Vb mazguose • Kai A+ uždaras, Va = Vdc • Kai A- uždaras, Va = 0 • Kai B+ uždaras, Vb = Vdc • Kai B- uždaras, Vb = 0
H tiltelio aiškinamoji schema • Įtampų lygiai ant apkrovos Vab: • Kai A+ ir B- uždaryti, Vab = +Vdc • Kai A+ ir B+ uždaryti, Vab = 0 • Kai A- ir B+ uždaryti, Vab = -Vdc • Kai A- ir B- uždaryti, Vab = 0 Vdc A+ B+ + Vdc − • Atbuliniai diodai yra skirti raktų (tranzistorių)apsaugai nuo induktyviosios apkrovos sukurtos saviindukcijos evj, kuomet atjungus apkrovą susidaro raktui pavojingas neigiamos įtampos viršįtampis. Va Vb Load A – B –
H-Bridge Inverter • Stačiakampės įtampos moduliacija:
! Stačiakampės moduliacijos veikimo principas • Įtampų lygiai ant apkrovos Vab: • Kai A+ ir B- uždaryti, Vab = +Vdc • Kai A+ ir B+ uždaryti, Vab = 0 • Kai A- ir B+ uždaryti, Vab = -Vdc • Kai A- ir B- uždaryti, Vab = 0 Vload Vdc −Vdc • Tokia įtampos kreivė yra vadinama modifikuota sinusoide ir yra pritaikoma keičiant nuolatinę įtampą į kintamąją. • Modifikuotos sinusoidės impulso pločio ir amplidutės sandauga yra suderinama taip, kad atitiktų švarios sinusinės efektynę vertę Vrms.
Modifikuotos sinusoidės grafinė išraiška pavaizduota punktyrine kreive
Modifikuotos sinusoidės inverterių pavyzdžiai Modifikuotos sinusoidės vaizdas oscilografo ekrane
Induktyviosios apkrovos sukurtų viršįtampių iškrovimas Vdc Išskiriami du ciklai: 1. Nuolatinės įtampos šaltinis maitina apkrovą, teka darbinė maitinimo srovė. 2. Atidarius A+ ir B- raktus, dėl induktyvių elementų apkrovoje susidaro saviindukcijos Evj, kuri yra priešingos krypties nei maitinimo šaltinio įtampa. A+ B+ Evj Va Vb Load Load • Kadangi sukurta elektrovara neleidžia nutrūkti srovei, tai dėl pasikeitusios įtampos krypties viršįtampio srovė iškraunama per atbulai jungtus diodus į maitinimo šaltinį Vdc. + - A – B – • Tokiu būdu raktai yra išsaugojami nuo pavojingo viršįtampio.
Modifikuotos sinusoidės inverterių privalumai, trūkumai Privalumai: • Paprasta gamyba; • Pigūs; • Didelis patikimumas; • Didelis masės ir energijos santykis. Trūkumai: • Sukuria daug harmonikų, todėl jautriems prietaisams harmonikoms netinka naudoti. • Netinka naudoti prietaisams, sukuriantiems didelę talpinę apkrovą.
! Vdc −Vdc Kaip inverteriu gauti sinusinį išėjimo signalą be didelių iškraipymų? Tokį kokybiška inverterio išėjimo signalą galima gauti raktus komutuojant aukšto dažnio signalu, keičiant raktų komutavimo laiką norimo gauti išėjime signalo dėsniu. Dažniau raktas laikomas įjungtas nei išjungtas Dažniau raktas laikomas išjungtas nei įjungtas Unipolar Pulse-Width Modulation (PWM)
Vcont > Vtri , uždaromas A+, atsidaromas raktas A – , Va = Vdc Vcont < Vtri , atidaromas A+, uždaromas raktas A – , Va = 0 – Vcont > Vtri , uždaromas B+, atidaromas raktas B – , Vb = Vdc – Vcont < Vtri , atidaromas B+, uždaromas raktas B – , Vb = 0 Impulso pločio moduliacijos veikimo principas (PWM) Vcont yra įėjimo (palyginimo) signalas, kurį norine gauti inverterio išėjime. Vcont paprastai būna sinusoidė, tačiau ji taip pat gali būti muzikos takelis. Vcont Vtri −Vcont Veikimo principas: Vtriyra pjūklinės (trikampės) įtampos signalas, jis paprastai būna 30 kartų didesnio dažnio nei Vcont. ma = pikinės įėjimo signalovertėssantykissu pikine pjūkline signalo verte. mf = pjūklinio signalo dažnio santykis suįėjimo signalo didžiausiu dažniu.
Impulsus formuojančio bloko veikimo principas:Įėjimo signalas (raudona) komparatoriaus pagalba lyginamas su pjūklinės įtampos signalu (juoda). Komparatoriaus išėjime gaunamas kintamo impulso pločio signalas (mėlyna).
Inverteris atkuria signalo kokybę tuo geriau, kuo didesnis yra pjūklinės įtampos dažnis Kai pjūklinės įtampos dažnis yra 500Hz išėjimo įtampa (žalia spalva) Kai pjūklinės įtampos dažnis yra 2000Hz išėjimo įtampa (žalia spalva)
Apkrovos įtampa yra tiesiniame režime šiuo atveju, kai santykis ma = 0,5
Išėjimo įtampa išeina iš tiesinio įtampos stiprinimo ribų šiuo atveju, kai ma = 1,5
V 4 dc · p 2 V dc ! 2 Inverterio, pargristo impulsu pločio moduliacijos (PWM) veikimo principų efektinės vertės iškraipymo priklausomybė nuo ma, kai inverteris dirba tuščiosios veikos režimu. V 1rms mayra vadinamas moduliacijos koeficientu m a 0 1 įsisotinta linijinė netiesinė
Kad panaikinti aukštesniąsias harmonikas naudojamas žemų dažnių filtras LC firtro parametrai paprastai parenkami taip, kad butų išfiltruoti aukšto dažnio stačiakampių impulsų sukurtos harmonikos.
! PWM kontroliuojamas H tiltelis • Turi didelį efektyvumo koeficientą • Iškraipymai yra didesni negu lyginant su linijiniu stiprintuvu, tačiau linijiniai stiprintuvai turi žymiai zemesnį efektyvumo koeficientą. • Puikiai tinka elektros variklių valdymui, elektros prietaisams maitinti. • Puikiai tinka stiprinti zemo dažnio muzikinius talekius.
