什么是电压源逆变器:电路及其工作原理

在电力电子术语逆变器是指一种被称为转换器装置,其在使用固态电子另一个频率在特定频率,以交流电流变换的直流(DC)电力。有2种用于将静态交流频率的传统方法,如环转换器和整流逆变接近。甲环转换器直接转换直流电源以特定频率为AC功率以另一频率,而整流逆变首先将交流电源转换为直流电源和直流电力变换为交流电力以可变频率。一种整流器逆变器包括一个整流器和逆变器的。这些反相器可以以任何的2种技术,如外部换向和自励式来构造。外部换向逆变器,从电机或电源和自换向逆变器外部获取源控制与电容器功能的帮助下电路。自换相逆变器被列为电流源逆变器和电压源逆变器。本文给出了电压源逆变器的概述。


什么是电压源逆变器?

定义:电压源逆变器VSI或是一种设备,其将单向电压波形为双向电压波形,换句话说,它是将来自DC形式为交流形式其电压的转换器。逆变器保持恒定电压通过时的过程的理想电压源。

建设

VSI通常由直流电压源、直流电压源、直流电压源和直流电压源组成晶体管用于切换目的,以及一个大型直流链路电容器。直流电压源可以是电池或发电机,或太阳能电池,使用的晶体管可能是IGBT,BJT,MOSFET,GTO。VSI可在2个拓扑中表示,是单相和三相逆变器,其中每个相可以进一步分为半桥逆变器和全桥式逆变器。


单相半桥电压源逆变器

它由1个直流电压源、4个晶体管S1、S2、S3、S4、4个用于开关的反并联二极管D1、D2、D3、D4和一个大型直流链路电容“C”组成,如下图所示

单相半桥电压源逆变器
单相半桥电压源逆变器

3相全桥电压源逆变器

它由6个晶体管,其中T1,T2,T3,T4,T5,T6,6反并联二极管等D1,D2,D3,D4,D5,D6,3个负载端子,一个DC源,和一个大的DC链接电容器和晶闸管与换向电路一起连接。三个输出像“ABC”,其中“A”连接到T1和T4,“B”连接到T3和T6,和“C”被连接到T5和T2。这些的ABC在-又连接到3相负载平衡。

一个平衡的负载由两个主要部件组成:一个源和一个负载,其中一个平衡的源意味着相位和幅值相等并且相移120度。根据KCL原理,平衡负载意味着所有3相的负载阻抗在幅值和相位上都是相等的。晶闸管T1、T3、T5为负载提供电流或充当转发通路,而T6、T4、T2则将电流带回源,充当回路,如下图所示。

3相全桥电压源逆变器
3相全桥电压源逆变器

单相电压源逆变器工作原理

电压源逆变器可以在2个传导心情中的任何一个中操作,即,

  • 180度和
  • 120度传导的心情。

让我们考虑三相逆变器中180度导通模式的场景。三相逆变器以180度传导模式表示,因为两个开关S1和S2都以180度导电。虽然在全桥电压源逆变器中,但所有4个开关S1,S2,S3,S4以180度进行。考虑到下面所示的电路图,开关T1和T4连接到一个相位,其中T1和T4在每个T1和T4各自在180度下进行,其中总持续时间为1800 + 1800 = 3600.如果两个开关一起传导它可能导致短路。从下面所示的图表

单相电压源逆变器的波形
单相电压源逆变器的波形

其中X轴是重量和Y轴是振幅,从我们可以观察到的图表

  • T1导通从0到1800
  • T4从1800到3600进行
  • 对于平衡输出,A相和B相必须具有1200的相移即当角度A为00,角度B应当是1200和角度C应该-2400。
  • 因此T3从1200到3000开始导电。在此阶段之后,T6从3000到3600开始指挥。T6也从00到1200导电
  • T5在2400至3600之后开始进行,也从00到600开始
  • T2导从600至2400。
  • 从上图中,我们可以得出结论,3可控硅开关在某一时刻是导电的。

Case1:从0到600 T1,T6和T5进行,其中T1和T5将电流携带到负载中,并且T6带有电流输出负载。

案例1
案例1

V一个=工业区……1

VCN=工业区……2

VBN= - 2 iz ......

VAB= 3 z = vCB=直流 ......... 4

工业区= V直流/ 3 ...... 5

把IZ的值代入1 2 3就得到了

V一个= V直流/ 3……6

VCN= V直流/ 3……7

VBN= - 2 V直流/ 3 ...... .8

例2:从600至1200,该装置T1,T6,T2导通,外面T1携带电流进入负载,而T2和T6承载电流从负载的。

案例2
案例2

V一个= 2 iz ........

VBN= - iz ...... 10

VCN= - IZ ...... 11

VAB= 3 z = vCB= Vdc的......... 12

工业区= V直流13 / 3…

把IZ的值代入9,10,11就得到了

V一个V = 2直流/ 3 ...... .14

VCN= - V直流/ 3 ...... .. 15

VBN= - V直流/ 3 ... 0.16

Case3:1200 ~ 1800时,设备T1、T3、T2导出,T1、T3带出负载电流,T2带出负载电流。

情形3
情形3

V一个=工业区17…

VBN=工业区……18

VCN= - 2IZ ...... 19

VAB= 3 z = vCB= Vdc的......... 20

工业区= V直流/ 3……21

取代17,18,19的IZ的价值我们得到了

V一个= V直流/ 3 ...... .22

VCN= - 2 V直流/ 3 ...... .. 23

VBN= V直流/ 3 ... 0.24

Case4:1800 ~ 2400时,设备T4、T3、T2导出,其中T3带电流入负载,T4、T2带电流出负载。

V一个= - IZ ...... ..25

VBN= - iz ...... 26

VCN= - 2IZ ...... 27

VAB= 3 z = vCB= Vdc的......... 28

工业区= V直流29 / 3…

取代17,18,19的IZ的价值我们得到了

V一个= - V直流/ 3 ...... ..30

VCN= - V直流/ 3 ...... .. 31

VBN= -2 V直流/ 3…32。

波形

以下是从上述方程得到的波形

  • 对于A相波形
  • 对VB的波形
  • VCN的波形

线相电压波形为

  • VAB的波形= VAN - VBN
  • VBC的波形
  • VCA的波形
不同相位波形
不同相位波形

公式

b相电压n= 1 / 2π [0π/ 3.V直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0吨)+π/ 3.2π/ 32 V.直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0吨)+2π/ 3.πV直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0t) -π4π/ 3V直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0t) -4π/ 125π/ 32 v直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0t) -5π/ 32π.V直流/ 3 w罪0吨d(瓦特0t))

在解决上述等式时,我们获得

bn= 4 V直流/ 3nπ [1 + sin nπ/6 + sin nπ/2]

VAB=∑n = 6k(+/-)14 v直流/nπ Cos (nπ/6) Sin (n0t + nπ/ 6)

V公元前=∑n = 6 k (+ / -) 14 v直流/nπ Cos (nπ/6) Sin (n0t - nπ/ 2)

VCA=∑n = 6 k (+ / -) 14 v直流/nπ Cos (nπ/6) Sin (n0t - 7 nπ/ 6)

电流源和电压源逆变器的区别

电流源和电压源逆变器之间的差异在下表中表示

电流型逆变器 电压源逆变器
与逆变器一起提供硬电流源 与逆变器一起提供硬电压源
一个直流电源装置的高内部阻抗 直流电源的低内部阻抗
无反馈二极管

需要反馈二极管

输出电压随负载的变化而变化

由于电容的不同,输出电压略有变化。
简单的建筑 建筑复杂
短路保护是可能的 不可能有短路保护
高输出阻抗 低输出阻抗
例如:电容换向电流源逆变器和自动顺序换向逆变器(ASCI)。

例如:半桥、全桥、方波和脉宽调制逆变器

优点

以下是电压源逆变器的优点

  • 占地面积少
  • 输出电压独立于所使用的负载的
  • 使用简单的逻辑
  • 多于一个的电机能与单个电压源逆变器来操作
  • 设计范围高达500 Hz

缺点

以下是电压源逆变器的缺点

  • 不安全,当发生短路时
  • 更少的速度
  • 输入功率因数小于I,e 1s。

应用程序

下面是电压源逆变器的应用

  • 不间断电源
  • 交流速度司机
  • 过滤器
  • 电子变频器电路。

因此,逆变器是一种设备该转换直流到交流。自换相逆变器被列为电流源逆变器和电压源逆变器。电压源逆变器,其将来自DC形式为交流形式其电压的装置。它可以在一个单相或3个阶段表示。下面的文章解释了约3相VSI和工作。其中每个阶段经历了180度,120degree传导心情。的主要优点是使输出电压独立于所使用的载荷。

添加评论