اینورترهای منبع ولتاژ و جریان:
شکل 1 اینورتر منبع ولتاژ (V-Source Inverter) سه فاز را نشان می دهد. یک منبع ولتاژ DC با یک خازن نسبتاً بزرگ موازی شده که مدار مبدل اصلی (پل سه فاز) را تغذیه می کند.
منبع ولتاژ DC می تواند باتری، پیل سوختی، یکسوساز دیودی و یا خازن باشد.
شکل 1
در مدار اصلی از شش سوئیچ یا کلید استفاده شده است که هر کدام معمولاً از ترانزیستورهای قدرت و دیودهای هرزگرد تشکیل شده اند. اینورتر منبع ولتاژ در کاربردهای فراوانی مورد استفاده قرار می گیرد. البته این مبدل معایب و محدودیت هایی نیز دارد:
ولتاژ AC خروجی کمتر از ولتاژ لینک DC است و نمی تواند از آن بیشتر شود. به عبارت دیگر، ولتاژ DC ورودی باید بزرگ تر از ولتاژ خروجی AC باشد.
بنابراین می توان گفت که اینورتر منبع ولتاژ در تبدیل DC به AC یک اینورتر کاهنده و در تبدیل AC به DC یک یکسوساز افزاینده است.
در صورت لزوم، معمولاً قبل از اینورتر یک مبدل افزاینده یا بوست قرار داده می شود و به این ترتیب مقدار خروجی مطلوب AC به دست می آید. البته این مبدل هزینه سیستم را افزایش داده و بازده آن را کم می کند.
قطعات سوئیچینگ بالا و پایین هر یک ساق (Leg) فاز نمی توانند با هم یک عمل (روشن یا خاموش) را انجام دهند. زیرا اتصال کوتاه رخ خواهد داد و ممکن است به قطعات آسیب جدی وارد شود. همین زمان مرده برای جلوگیری از اتصال کوتاه، سبب مواردی چون اعوجاج شکل موج می شود.
لازم است از یک فیلتر LC در خروجی استفاده کرد تا شکل موج خروجی سینوسی باشد. این مورد سبب تلفات توان و کنترل پیچیده تر سیستم می شود.
شکل 2 ساختار یک اینورتر منبع جریان (I-Source Inverter) را نشان می دهد.
شکل 2
در شکل بالا، یک منبع جریان DC مدار اینورتر اصلی را که یک پل سه فاز است تغذیه می کند. منبع جریان DC با یک سلف DC نسبتاً بزرگ سری شده است و می تواند یک منبع مانند باتری، پیل سوختی، یکسوساز دیودی یا مبدل تریستوری باشد.
در مدار اصلی از شش کلید استفاده می شود. هر کدام از کلیدها از یک تریستور خاموش شونده با گیت (Gate Turn-Off Thyristor) یا GTO یا یک ترانزیستور قدرت سری با دیود است تا گذر جریان یک طرفه و سد کردن ولتاژ دو طرفه را مهیا کند.
البته این نوع مبدل معایبی نیز دارد:
ولتاژ خروجی AC باید بزرگ تر از ولتاژ DC اصلی باشد که سلف DC را تغذیه می کند. به عبارت دیگر، اگر از سمت دیگر به اینورتر نگاه کنیم، ولتاژ DC باید همیشه کوچک تر ولتاژ ورودی AC باشد.
بنابراین، اینورتر منبع جریان در تبدیل DC به AC یک اینورتر افزاینده و در تبدیل AC به DC یک یکسوساز کاهنده است.
برای کاربردهایی که محدوده گسترده ای از ولتاژها لازم است، از یک مبدل DC به DC استفاده می شود. این تبدیل توان اضافه، هزینه سیستم را افزایش داده و از بازده آن می کاهد.
حداقل یکی از قطعات سوئیچینگ بالایی هر ساق و حداقل یکی از قطعات پایینی باید همزمان روشن یا خاموش شوند. در غیر این صورت، سلف DC مدار باز خواهد شد و قطعات مدار آسیب خواهند دید.
زمان هم پوشانی (Overlap) برای کموتاسیون جریان در مبدل منبع جریان امری ضروری است که خود سبب اعوجاج شکل موج می شود.
کلیدهای اصلی مبدل منبع جریان باید ولتاژ معکوس را مسدود کنند که این کار با یک دیود سری با یک ترانزیستور با عملکرد و سرعت مناسب مانند IGBT انجام می شود.لزوم استفاده از این ترکیب، سبب جلوگیری از استفاده مستقیم از IGBT ارزان و با عملکرد مناسب و ماژول های توان هوشمند (IPMها) می شود.
علاوه بر مواردی که گفته شد، مبدل های منبع ولتاژ و منبع جریان مشکلات مشترک زیر را نیز دارند:
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
