ساختار مختلف اینورتورهای منبع

اینورتورهای منبع : هدف اصلی مبدل های توان استاتیک، تولید یک شکل موج خروجی ac، از یک منبع dc، می باشد. انواع شکل موج های مورد نیاز در درایوهای سرعت قابل تنظیم (ASD)، منابع توان اضطراری (UPS)، جبران سازهای وار (توان راکتیو) استاتیک، فیلترهای اکتیو، سیستم های انتقال ac قابل تنظیم (ادوات FACTS)، و جبران سازهای ولتاژ، می باشند که تنها برخی از آن ها می باشند. برای خروجی های ac سینوسی، دامنه، فرکانس، و فاز بایستی قابل کنترل باشند.

بسته به نوع شکل موج خروجی ac، می توانند  به عنوان اینورترها منبع ولتاژ در نظر گرفته شوند (VSI)، که خروجی ac که بطور مستقل کنترل می شود، یک شکل موج ولتاژ است. این ساختارها، پرکاربرد ترین انواع می باشند؛ زیرا آنها ذاتا به عنوان منابع ولتاژی عمل می کنند که در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند ASDها که معروف ترین کاربرد اینورترها هستند، مورد نیاز می باشند (شکل ۱۵٫۱ a). به همین سان، این توپولوژی ها می توانند به عنوان اینورترها منبع جریان عمل کنند (CSI)، که در این نوع، خروجی ac که مستقلن کنترل می شود، یک شکل موج جریان است. این ساختارها در هنوز هم بصورت گسترده در کاربردهای صنعتی فشار متوسط کاربرد دارند، چراکه شکل موج ولتاژ با کیفیت، مورد نیازشان می باشد.

اینورترهای منبع ولتاژ تک-فاز (VSIهای تک-فاز)

    VSIهای تک-فاز را می توان به عنوان توپولوژی های نیم-موج یا تمام-موج یافت. اگرچه، بازه ی توانی که آنها تحت پوشش قرار می دهند، توان های پایین است، از آنها بطور گسترده در منابع توان، UPSهای تک-فاز، و در حال حاظر برای توپولوژی های توان استاتیک توان-بالا، مانند ترکیب های چند-سلولی که در بخش ۱۵٫۷ بدان پرداخته می شود، استفاده می شوند. ویژگی های اصلی هردو تکنیک در ادامه مرور و ارایه می شوند.

جهت دانلود فایل کلیک کنید

VSIهای نیم-پل

شکل زیر توپولوژی توان یک VSI نیم موج را که دو خازن بزرگ برای ارایه ی نقطه ی نول N، بطوری که هر خازن یک ولتاژ vi/2 را تثبیت کند، مورد نیاز می باشد را نشان می دهد. از آنجایی که هارمونیک های جریانی که توسط عملکرد اینورتر تزریق می شوند، هارمونیک های مرتبه پایین هستند، مجموعه ای از خازن های بزرگ (C+ , C-) مورد نیاز می باشند. روشن است که دو کلید S+ و S- نمی توانند بطور همزمان روشن باشند، زیرا یک اتصال کوتاه در امتداد منبع ولتاژ پیوند dc (vi) روی می دهد. همانطور که در جدول ۱۵٫۱ نشان داده شده است، دو حالت سوییچ تعیین شده و یک حالت تعیین نشده وجود دارد. به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه در شین dc و شرایط ولتاژ خروجی ac تعیین نشده، در روش های مدولاسیون همیشه باید اطمینان حاصل شود که در هر لحظه، کدام یک از کلیدهای پایین یا بالای پایه ی اینورتر، روشن است.

اینورترهای منبع ولتاژ سه-فاز

VSIهای تک-فاز، کاربردهای توان پایین، و VSIهای سه-فاز، کاربردهای توان متوسط و توان بالا را تحت پوشش قرار می دهند. هدف اصلی این توپولوژی ها، تامین یک منبع ولتاژ سه-فاز، می باشد، که دامنه، فاز و فرکانس ولتاژها را بتوان همیشه کنترل کرد. اگرچه بیشتر کاربردها نیاز به ولتاژ سینوسی دارند ( برای نمونه ASDها، UPSها، ادوات FACTS، جبرانسازهای var)، ولتاژهای دلخواه نیز در برخی شرایط اضطراری مورد نیز هستند ( برای نمونه فیلترهای اکتیو، جبرانسازهای ولتاژ).

توپولوژی VSI سه-فاز استاندارد در شکل ۱۵٫۱۳ نشان داده شده است و ۸ وضعیت معتبر کلیدها در جدول ۱۵٫۳ آورده شده اند. همانند VSI]ای تک-فاز، کلیدهای هر پایه ی اینورتر (S1 , S4 یا S3 , S6 یا S5 , S2) نمی توانند بطور همزمان وصل باشند، زیرا این قضیه منجر به اتصال کوتاه در امتداد منبع ولتاژ پیوند dc می شود. بطور هماننده، به منظور جلوگیری از وضعیت تعیین نشده در VSI، و بنابراین جلوگیری از ولتاژهای خط خروجی ac تعیین نشده، کلیدهای هرکدام از پایه های اینورتر نمی توانند بطور همزمان قطع باشند، زیرا این قضیه منجر به ولتاژهایی می شود که به پلاریته ی جریان خط مربوط به خودشان وابسته خواهند بود.

 از ۸ وضعیت کلید تعیین شده، دوتا از آنها (۷ و ۸ در جدول ۱۵٫۳) ولتاژهای خط AC صفر تولید می کنند. در این صورت، جریان های خط ac، در مولفه های بالاتر یا پایین تر جاری خواهد شد. دیگر وضعیت ها (وضعیت های ۱ تا ۶ در جدول ۱۵٫۳)، ولتاژهای خروجی ac غیر صفر ارایه می دهند. به منظور تولید یک شکل موج داده شده، اینورتر از یک وضعیت، به وضعیت دیگر تغییر می یابد. بنابراین ولتاژهای خط خروجی ac منتج شده، شامل مقادیر گسسته ی ولتاژهای ، ۰، و  برای روش نشان داده شده در شکل ۱۵٫۱۳ می باشند. انتخاب وضعیت ها به منظور تولید شکل موج داده شده، توسط روش مدولاسیونی که باید تنها از بکاربری وضعیت مناسب اطمینان حاصل کند، انجام می شود

جهت دانلود فایل کلیک کنید

 فهرست مطالب اینورتورها

مقدمه……………………………………………………………………………………………..۲

اینورترهای منبع ولتاژ تک-فاز…………………………………………………………………۵

اینورترهای منبع ولتاژ سه-فاز…………………………………………………………………۲۷

اینورترهای منبع جریان………………………………………………………………………..۴۴

عملکرد حلقه بسته ی اینورترها……………………………………………………………….۶۲

بازتولید در ژنراتورها………………………………………………………………………….۷۹

اینورترهای چند مرحله ای……………………………………………………………………..۸۷