Falownik:
Falownik to urządzenie elektryczne, które przekształca prąd stały (DC) w prąd przemienny (AC). Falownik służy do awaryjnego zasilania awaryjnego w domu. Falownik jest używany w niektórych systemach samolotu do konwersji części prądu stałego samolotu na prąd przemienny. Zasilanie prądem przemiennym jest używane głównie do urządzeń elektrycznych, takich jak światła, radar, radio, silnik i inne urządzenia.
Falownik wielopoziomowy:
Obecnie wiele zastosowań przemysłowych wymaga dużej mocy. Jednak niektóre urządzenia przemysłowe wymagają do działania średniej lub małej mocy. Stosowanie źródła dużej mocy dla wszystkich obciążeń przemysłowych może okazać się korzystne w przypadku niektórych silników wymagających dużej mocy, podczas gdy może uszkodzić inne obciążenia. Niektóre napędy silnikowe średniego napięcia i aplikacje użytkowe wymagają średniego napięcia. Falownik wielopoziomowy jest wprowadzany od 1975 r. Jako alternatywa w sytuacjach dużych mocy i średniego napięcia. Falownik wielopoziomowy jest podobny do falownika i jest używany w zastosowaniach przemysłowych jako alternatywa w sytuacjach związanych z dużą mocą i średnim napięciem.
Wielopoziomowy falownik
Ogólny obwód falownika DC-AC
Potrzeba konwertera wielopoziomowego polega na zapewnieniu dużej mocy wyjściowej ze źródła średniego napięcia. Źródła takie jak baterie, superkondensatory, panel słoneczny to źródła średniego napięcia. Falownik wielopoziomowy składa się z kilku przełączników. W falowniku wielopoziomowym kąty ustawienia przełączników są bardzo ważne.
Rodzaje falowników wielopoziomowych:
Falowniki wielopoziomowe dzielą się na trzy typy.
- Wielopoziomowy falownik z zaciskiem diodowym
- Latające kondensatory wielopoziomowe falownik
- Kaskadowy falownik wielopoziomowy z mostkiem H
Wielopoziomowy falownik z diodą:
Główną koncepcją tego falownika jest użycie diod i dostarczenie wielu poziomów napięcia przez różne fazy do szeregowo połączonych baterii kondensatorów. Dioda przenosi ograniczoną ilość napięcia, zmniejszając w ten sposób obciążenie innych urządzeń elektrycznych. Maksymalne napięcie wyjściowe jest równe połowie wejściowego napięcia stałego. Jest to główna wada wielopoziomowego falownika z zaciskiem diodowym. Ten problem można rozwiązać, zwiększając przełączniki, diody, kondensatory. Ze względu na problemy z równoważeniem kondensatorów są one ograniczone do trzech poziomów. Ten typ falowników zapewnia wysoką sprawność ze względu na częstotliwość podstawową stosowaną we wszystkich urządzeniach przełączających i jest prostą metodą układów przenoszenia mocy z tyłu na plecy.
Przykład: 5-poziomowy falownik wielopoziomowy z zaciskiem diodowym, 9-poziomowy falownik wielopoziomowy z zaciskiem diodowym.
- Pięciopoziomowy falownik wielopoziomowy z zaciskiem diodowym wykorzystuje przełączniki, diody jeden kondensator, więc napięcie wyjściowe jest równe połowie wejściowego prądu stałego.
- 9-poziomowy wielopoziomowy falownik z zaciskiem diodowym wykorzystuje przełączniki, kondensatory diodowe są dwa razy większe niż 5-poziomowe falowniki zaciskane diodą. Więc wyjście jest czymś więcej niż wejściem.
5-poziomowy falownik wielopoziomowy z diodą zaciskową
Zastosowania wielopoziomowego falownika z diodą:
- Statyczna kompensacja zmienna
- Napędy silnikowe o zmiennej prędkości
- Połączenia systemu wysokiego napięcia
- Linie przesyłowe wysokiego napięcia DC i AC
Wielopoziomowy falownik kondensatorów latających:
Główną koncepcją tego falownika jest użycie kondensatorów. Jest to połączenie szeregowe ogniw przełączających zaciśniętych kondensatorem. Kondensatory przenoszą ograniczoną ilość napięcia na urządzenia elektryczne. W tym falowniku stany przełączania są takie, jak w falowniku z zaciskiem diodowym. W tego typu falownikach wielopoziomowych diody zaciskowe nie są wymagane. Wyjście jest równe połowie wejściowego napięcia stałego. Jest to wada wielopoziomowego falownika z kondensatorami latającymi. Posiada również redundancję przełączania w fazie, aby zrównoważyć latające kondensatory. Może sterować przepływem mocy czynnej i biernej. Jednak z powodu przełączania wysokiej częstotliwości wystąpią straty przełączania.
EX: 5-poziomowe latające kondensatory wielopoziomowe falowniki, 9-poziomowe latające kondensatory wielopoziomowe falowniki.
- Ten falownik jest taki sam, jak multiinwerter z zaciskiem diodowym
- W tym falowniku używane są tylko przełączniki i kondensatory.
5-poziomowe kondensatory wielopoziomowe
Zastosowania wielopoziomowego falownika kondensatorów latających
- Sterowanie silnikiem indukcyjnym za pomocą obwodu DTC (bezpośredniej kontroli momentu obrotowego)
- Statyczne było pokolenie
- Zastosowania do konwersji AC-DC i DC-AC
- Przetworniki z możliwością zniekształceń harmonicznych
- Prostowniki sinusoidalne
Kaskadowy falownik wielopoziomowy z mostkiem H:
Kaskadowy wielopoziomowy falownik typu H-bride wykorzystuje kondensatory i przełączniki oraz wymaga mniejszej liczby elementów na każdym poziomie. Ta topologia składa się z szeregu komórek konwersji mocy, a moc można łatwo skalować. Połączenie pary kondensatorów i przełączników nazywa się mostkiem H i zapewnia oddzielne napięcie wejściowe DC dla każdego mostka H. Składa się z ogniw z mostkiem H, a każde ogniwo może dostarczać trzy różne napięcia, takie jak zero, dodatnie napięcie stałe i ujemne napięcie stałe. Jedną z zalet tego typu falowników wielopoziomowych jest to, że wymaga on mniejszej liczby elementów w porównaniu z falownikami z zaciskanymi diodami i falownikami z latającymi kondensatorami. Cena i waga falownika są mniejsze niż w przypadku dwóch falowników. Niektóre z nowych metod przełączania umożliwiają przełączanie miękkie.
Wielopoziomowe falowniki kaskadowe są stosowane w celu wyeliminowania nieporęcznego transformatora wymaganego w przypadku konwencjonalnych falowników wielofazowych, diod zaciskowych wymaganych w przypadku falowników z zaciskiem diodowym oraz kondensatorów latających wymaganych w przypadku falowników z kondensatorami pływającymi. Ale wymagają one dużej liczby izolowanych napięć do zasilania każdego ogniwa.
Np .: 5-poziomowy falownik z mostkiem H, 9-falownik wielopoziomowy z mostkiem H.
- Ten falownik jest również taki sam, jak multiinwerter z zaciskiem diodowym.
Wielopoziomowy falownik z mostkiem H
Zastosowania kaskadowego falownika wielopoziomowego z mostkiem H.
- Napędy silnikowe
- Aktywne filtry
- Napędy pojazdów elektrycznych
- Wykorzystanie źródła prądu stałego
- Kompensatory współczynnika mocy
- Systemy łącza częstotliwości wstecznej
- Współpraca z odnawialnymi źródłami energii.
Zalety falownika wielopoziomowego:
Wielopoziomowy konwerter ma kilka zalet, a mianowicie:
1. Napięcie w trybie wspólnym:
Wielopoziomowe falowniki wytwarzają napięcie w trybie wspólnym, zmniejszając obciążenie silnika i nie uszkadzając silnika.
2. Prąd wejściowy:
Falowniki wielopoziomowe mogą pobierać prąd wejściowy z niewielkimi zniekształceniami
3. Częstotliwość przełączania:
Wielopoziomowy falownik może pracować zarówno z podstawowymi częstotliwościami kluczowania, które są wyższą i niższą. Należy zauważyć, że niższa częstotliwość przełączania oznacza mniejsze straty przełączania i wyższą wydajność.
4. Zmniejszone zniekształcenia harmoniczne:
Technika selektywnej eliminacji harmonicznych wraz z wielopoziomową topologią powoduje, że całkowite zniekształcenia harmoniczne w przebiegu wyjściowym stają się niskie bez użycia jakiegokolwiek obwodu filtrującego.
Kredyt zdjęciowy:
- Wielopoziomowy falownik z diodą 5 poziomu wg xplqa30.ieee
- 5-poziomowe latające kondensatory wielopoziomowy falownik wg origin-ars
- Wielopoziomowy falownik z mostkiem 5 H wg power.eecss