Invertitori monofase

Overview

Fonte: Ali Bazzi, Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Università del Connecticut, Storrs, CT.

La potenza CC è unidirezionale e scorre in una direzione, mentre la corrente ALTERNATA alterna direzioni a una frequenza di 50-60 Hz. I dispositivi elettronici più comuni sono progettati per funzionare con alimentazione CA; pertanto una sorgente DC in ingresso deve essere invertita in AC. Gli inverter convertono la tensione DC in AC attraverso un'azione di commutazione che capovolge ripetutamente la polarità della sorgente DC in ingresso sul lato di uscita o di carico per parte di un periodo di commutazione. Un tipico inverter di potenza richiede un ingresso di potenza CC stabile, che viene quindi commutato ripetutamente utilizzando interruttori meccanici o elettromagnetici. L'uscita può essere un'onda quadra, un'onda sinusoidale o una variazione di un'onda sinusoidale, a seconda della progettazione del circuito e delle esigenze dell'utente.

L'obiettivo di questo esperimento è quello di costruire e analizzare il funzionamento degli inverter a mezzo ponte DC / AC. Gli inverter a mezzo ponte sono la forma più semplice di inverter CC / CA, ma sono gli elementi costitutivi per gli inverter H-bridge, trifase e multilivello. La commutazione a onda quadra è studiata qui per semplicità, ma la modulazione della larghezza di impulso sinusoidale (SPWM) e altri schemi di modulazione e commutazione sono tipicamente utilizzati negli inverter DC / AC.

Procedure

1. Commutazione della configurazione della sorgente

Impostare due generatori di funzioni con uscite come onde quadrate a 10 kHz di frequenza e rapporto di servizio del 48%.
1. I generatori di funzioni devono essere sincronizzati in modo che i loro segnali di uscita siano fuori fase di 180°.
2. Il tempo morto del 2% viene utilizzato come 1% su ciascun lato dell'uscita a onda quadra. Il tempo morto impedisce una condizione di shoot-through in cui sia gli interruttori superiore che quello inferiore s.

Results

Dalla costruzione di questo inverter a mezzo ponte ci si aspetta che la forma d'onda della tensione di uscita sia un'onda quadra con un massimo di V_dc/2 e un minimo di -V_dc/2 con un certo tempo morto che fa sì che la tensione di uscita sia zero per circa il 4% del periodo di commutazione.

Gli inverter a onda quadra hanno un'elevata distorsione armonica totale (THD) e sono raramente utiliz.

Application and Summary

Gli inverter sono molto comuni nell'interfacciamento di fonti di energia pulita, ad esempio solare fotovoltaico, celle a combustibile, turbine eoliche, nonché con sistemi di accumulo di energia, ad esempio batterie, con la rete. Sono essenziali nei gruppi di continuità (sistemi UPS), nelle micro-reti con penetrazione di energia pulita e nei sistemi di trasporto ibridi ed elettrici. Tra le principali applicazioni degli inverter c'è negli azionamenti dei motori in cui il controllo del motore può essere fornito regoland...