Što je pretvarač punog mosta: rad i njegova primjena

Pretvarač je električni uređaj koji pretvara ulazni istosmjerni izvor u simetrični izmjenični napon standardne veličine i frekvencije na izlaznoj strani. Također se naziva i Pretvarač istosmjerne u izmjeničnu struju . Idealan ulaz i izlaz pretvarača mogu biti predstavljeni u sinusnim i nesinusnim valnim oblicima. Ako je ulazni izvor pretvarača izvor napona, tada se kaže da se pretvarač naziva pretvaračem napona (VSI), a ako je ulazni izvor pretvarača izvor struje, tada se naziva pretvaračem struje (CSI) . Pretvarači su razvrstani u 2 vrste prema vrsti opterećenja koje se koristi, tj. jednofazni pretvarači i trofazni pretvarači. Jednofazni pretvarači nadalje se klasificiraju u 2 vrste pretvarača s pola mosta i pretvarača s punim mostom. Ovaj članak objašnjava detaljnu konstrukciju i rad pretvarača s punim mostom.

Što je jednofazni pretvarač s punim mostom?

Definicija: Jednofazni pretvarač s punim mostom sklopni je uređaj koji generira izmjenični izlazni napon kvadratnog vala primjenom istosmjernog ulaza podešavanjem prekidača UKLJUČUJUĆI i ISKLJUČUJUĆI se na temelju odgovarajuće sekvence uključivanja, pri čemu je generirani izlazni napon oblika + Vdc , -Vdc, ili 0.

Klasifikacija pretvarača

Pretvarači su klasificirani u 5 vrsta koje jesu

Prema izlaznim karakteristikama

• Pretvarač kvadratnog vala
• Njegov pretvarač valova
• Modificirani pretvarač sinusnog vala.

Prema izvoru pretvarača

• Pretvarač izvora struje
• Pretvarač izvora napona

Prema vrsti tereta

Jednofazni pretvarač

• Pretvarač s pola mosta
• Pretvarač s punim mostom

Trofazni pretvarači

• Način od 180 stupnjeva
• Način rada od 120 stupnjeva

Prema različitim PWM tehnikama

• Jednostavan modulacija širine impulsa (SPWM)
• Višestruka širina impulsne modulacije (MPWM)
• Sinusoidna modulacija širine impulsa (SPWM)
• Modificirana sinusno-modularna modulacija širine impulsa (MSPWM)

Prema broju izlaznih razina.

• Redovni pretvarači razine 2
• Višerazinski pretvarač.

Izgradnja

Konstrukcija pretvarača s punim mostom sastoji se od 4 sjeckalice, pri čemu se svaka sjeckalica sastoji od para a tranzistor ili tiristor i a dioda , par spojen zajedno tj

• T1 i D1 su spojeni paralelno,
• T4 i D2 spojeni su paralelno,
• T3 i D3 spojeni su paralelno, i
• T2 i D4 spojeni su paralelno.

Opterećenje V0 povezano je između para sjeckalica na 'AB', a krajnje stezaljke T1 i T4 spojene su na izvor napona VDC, kao što je prikazano dolje.

Kružni dijagram jednofaznog pretvarača punog mosta

Ekvivalentni krug može se predstaviti u obliku prekidača kao što je prikazano dolje

Jednadžba diode struje

Rad jednofaznog pretvarača s punim mostom

Rad jednofaznog punog mosta RLC opterećenje pretvarač se može objasniti pomoću sljedećih scenarija

Prekomjerno i prigušeno

Od grafa na 0 do T / 2 ako primijenimo istosmjernu pobudu na RLC opterećenje. Dobivena struja izlaznog opterećenja je u sinusnom obliku vala. Budući da se koristi RLC opterećenje, reaktancija RLC opterećenja predstavljena je u 2 uvjeta kao XL i XC

Oznaka1: Ako je XL> XC, djeluje poput zaostalog opterećenja i kaže se da se naziva prekomjernim prigušenim sustavom i

Stanje 2: Ako je XL

Obrazac vala punog mosta

Kut provođenja

Provodni kut svakog sklopka a svaka se dioda može odrediti pomoću valnog oblika V0 i I0.

U stanju zaostalog opterećenja

Slučaj 1: Od φ do π, V0> 0 i I0> 0 zatim prekidači S1, S2 provode
Slučaj 2: Od 0 do φ, V0> 0 i I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Slučaj 3: Od π + φ do 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Slučaj 4: Oblik π do π + φ, V0 0, zatim diode D3, D4 provode.

U vodećem stanju opterećenja

Slučaj 1: Od 0 do π - φ, V0> 0 i I0> 0 zatim prekidači S1, S2 provode

Slučaj 2: Od π - φ do π, V0> 0 i I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Slučaj 3: Od π do 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Slučaj 4: Oblik 2 π - φ do 2 π, V0 0, zatim diode D3, D4 provode

Slučaj 5: Prije provođenja φ do 0, D3 i D4.

Stoga je kut provođenja svake diode 'Phi' i kut provođenja svakog Tiristor ili Tranzistor je “Π - φ”.

Prisilna komutacija i samokomutacija

Situacija samokomutacije može se promatrati u vodećem stanju opterećenja

Iz grafikona možemo primijetiti da 'φ do π - φ', S1 i S2 provode, a nakon što 'π - φ', D1, D2 provode, u ovom trenutku pad napona na D1 i D2 iznosi 1 Volt. Tamo gdje su S1 i S2 suočeni s negativnim naponom nakon 'π - φ' i tako se S1 i S2 isključuju. Stoga je u ovom slučaju moguća samokontura.

Obrazac vala punog mosta

Situacija prisilne komutacije može se promatrati u stanju zaostalog opterećenja

Iz grafa možemo primijetiti da 'o do φ', D1 i D2 provode, a od π do φ, S1 i S2 provode i imaju kratki spoj. Nakon 'φ' D3 i D4 provode se samo ako su S1 i S2 isključeni, ali ovaj se uvjet može zadovoljiti samo prisiljavanjem S1 i S2 da se isključe. Stoga koristimo koncept prisiljenog prebacivanje .

Formule

1). Provodni kut svake diode je Phi

2). Provodni kut svakog tiristora je π - φ .

3). Samokomutacija je moguća samo u vodećem opterećenju faktora snage ili u prigušenom sustavu u vrijeme isključenja kruga t_c= φ / w_{0 .}Gdje je w0 osnovna frekvencija.

4). Fourierova serija V₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ] Sin n w₀t

5). Ja₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). V_01max= 4 V_dc/ Pi

7). Ja_01max= 4 V_dc/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^dva+ (n w₀D - 1 / n ž₀C) gdje je n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= tako^-1[( / R]

10). Temeljni faktor istiskivanja F_DF= cos Phi

11). Jednadžba diodne struje I_Da valni oblik dan je na sljedeći način

Ja_{D01 (prosječno)}= 1 / 2π [∫₀^PhiJa_{Maks. 01}Grijeh (w₀t - φ₁)] dwt

Ja_{D01 (efektivno)}= [1 / 2π [∫₀^PhiJa₀₁^dva_maksBez^dva(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Jednadžba diode struje

12). Jednadžba struje prekidača ili tiristora I_Ta valni oblik dan je na sljedeći način

Ja_{T01 (prosječno)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiJa_{Maks. 01}Grijeh (w₀t - φ₁)] dwt

Ja_{T01 (efektivno)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiJa₀₁^dva_maksBez^dva(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Obrazac tiristorskog vala

Prednosti jednofaznog pretvarača s punim mostom

Slijede prednosti

• Odsutnost kolebanja napona u krugu
• Pogodno za visoki ulazni napon
• Energetski učinkovit
• Trenutna ocjena uređaji za napajanje jednaka je struji opterećenja.

Mane jednofaznog pretvarača s punim mostom

Slijede nedostaci

• Učinkovitost pretvarača s punim mostom (95%) manja je od polovine mostovskog pretvarača (99%).
• Gubici su visoki
• Velika buka.

Primjene jednofaznog pretvarača s punim mostom

Slijede aplikacije

• Primjenjivo u aplikacijama poput primjera kvadratnih valova male i srednje snage / kvazi kvadratni val napon
• Sinusoidni val koji je iskrivljen koristi se kao ulaz u aplikacijama velike snage
• Korištenjem poluprovodničkih uređaja velike brzine, harmonijski sadržaj na izlazu može se smanjiti za PWM Tehnike
• druge aplikacije poput AC varijabilni motor , grijanje indukcijski uređaj , pričekaj napajanje
• Solarni pretvarači
• kompresori itd

Tako, pretvarač je električni uređaj koji pretvara ulazni istosmjerni izvor u asimetrični izmjenični napon standardne veličine i frekvencije na izlaznoj strani. Prema vrsti opterećenja jednofazni pretvarač klasificiran je u 2 tipa, poput polumostovog pretvarača i pretvarača s punim mostom. Ovaj članak objašnjava jednofazni pretvarač s punim mostom. Sastoji se od 4 tiristora i 4 diode koje zajedno djeluju poput prekidača. Ovisno o položaju prekidača, pretvarač s punim mostom radi. Glavna prednost punog mosta nad polumostom je u tome što je izlazni napon 2 puta veći od ulaznog, a izlazna snaga 4 puta u odnosu na pretvarač s pola mosta.