Zientzia eta teknologiaren etengabeko aurrerapenarekin, inbertsoreen teknologia gehiago garatu da. Inbertsoreen elikadura-iturriei buruzko ikerketak ere gehiago garatu dira. Gaur egun, potentzia maiztasun inbertsoreez gain, maiztasun handiko inbertsoreak ere inbertsoreen hornikuntzaren garapen-merkatua hartzen hasi dira eta potentzia maiztasun inbertsoreak ordezkatuko dituztela espero da.. Maiztasun handiko inbertsoreek potentzia-maiztasun inbertsoreen gabeziak osatzen dituzten arren, tamaina handikoak, maiztasun baxua, eta eraginkortasun baxua, oraindik ezin dute erabat ordezkatu potentzia-maiztasun-inbertsoreen rola. Maiztasun handiko inbertsoreekin alderatuta, potentzia maiztasun inbertsoreek abantaila bereziak dituzte. Hemen proposatzen da potentzia-maiztasun-transformadorean oinarritutako inbertsore-horniduraren diseinu eskema independente bat.
1. Inbertsore hornidura-egituraren diseinua
Irudia 1 pultsu zabaleraren modulazioan oinarritutako inbertsore-iturri baten bloke-diagrama da (Pwm) teknologia. Zirkuitu osoak tentsio baxuko DC sarrera hautatzen du eta AC tentsiora inbertitzen du zubi osoko inbertsore zirkuituaren bidez.. Potentzia-maiztasunaren areagotze-zirkuituaren bidez gailurreko balio nominalera igotzen da, eta, ondoren, baldintzak betetzen dituen AC tentsioa iragazki-zirkuitutik ateratzen da. Orokorrean, behar da 220V/50Hz AC irteera.
2. Inbertsore hornidura hardware zirkuitu diseinua
2.1 PWM teknologia
PWM kontrol-teknologiaren oinarri teorikoa bulkadaren teorema da. Uhin sinuduna modulazio-uhin gisa erabiltzen da pultsu bipolarren zabalera-modulazio-uhin bat aplikatzeko (SPWM) eramailearen irteera-anplitude berdinarekin eta pultsu-zabalera aldatzen da uhin sinusoidalaren arabera. Uhin karratuaren seinale hau alderantzizkoari gehitzen zaio. Zubi aldakorra inbertsore potentzia-hodiak pizteko eta itzaltzeko kontrolatzen du, eta, azkenik, AC irteerako uhin forma idealetik hurbil lortzen da. Teknologia honek hardware-zirkuitua sinple egiten du eta irteerako uhinaren eraginkortasuna hobetzen du. Irudia 2 kableatu-diagrama eta SPWM uhin-forma da U3988 gailua erabiliz inbertsore zubia kontrolatzeko. 0UTA eta 0UTB SPWM pultsu sekuentziaren irteerako pinak dira. Bi pin hauen irteerako seinaleek, oro har, hildako kontrol zirkuitutik igaro behar dute inbertsorera bidali aurretik. Aldatu zubia.
2.2 Potentzia-maiztasunaren transformadorearen rola inbertsore zirkuituan
Potentzia maiztasun inbertsorearen horniduraren sarrera, oro har, tentsio baxuko DC da, zubi osoko inbertsore zirkuitu bat erabiltzen duena irteerako AC tentsioa kontrolatzeko eremu-efektuko hodiaren kommutazio-maiztasunari eraginez.. Irteerako 220V sinu-uhin AC tentsioaren gailurtik gailurrerako balioa 620V-koa da, berriz, inbertsore orokorreko elikadura-iturriaren sarrerako tentsio zuzentua 310V-koa da. Inbertsoreak distortsiorik gabe 220V-ko uhin sinusoidala AC tentsioa ateratzeko, inbertsorearen aurrean dagoen DC tentsioa izan behar da 680 ~870V. Inbertsorearen sarrerako tentsio orokorra balio hori baino askoz txikiagoa delako, Irteerako transformadore bat gehitu behar da inbertsorearen irteerako tentsioa gailurraren balio nominalaren gainetik handitzeko, erabili aurretik, irudian ikusten den bezala 3.
Zirkuitu honek zubi osoko bihurketa zirkuituaren egitura hartzen du. Bihurgailu honen irteera ez da kable bizi bat eta kable neutro bat, baina bi hari bizi. Hala ere, normalean kable neutroa behar da karga batera konektatzean. Irteerako isolamendu-transformadorerik ez badago eta kable bizia hari neutroari zurrun lotuta badago, inbertsorearen hornidura ez da behar bezala funtzionatuko. Irudia 4 korronte-fluxuaren norabidea erakusten du irteerarik gabeko transformadorearen erdi uhin positiboan zehar.
Irudian ikus daiteke 4 hori linea neutroaren sarbidea dela eta, karga-korrontea ez da zutik zuzentzailetik eta inbertsorearen potentzia-hoditik igarotzen kargatik igaro ondoren, baina zuzenean sareko linea neutroko sarrerako terminalera itzultzen da. Kasu honetan, Irudia Puntudun koadroan dagoen zuzengailua eta inbertsorearen potentzia-hodiak ez dira funtzionatzen. Lan-prozedura arruntaren arabera, karga-korronteak bi zubi-zirkuituetako zubi-zubietako zubi zuzentzaile eta inbertsorearen potentzia-hoditik igaro behar du. Irudia 5 korronte-fluxuaren norabidea erakusten du irteerako transformadorearen uhin erdi positiboa dagoenean. Irteerako muturra isolamendu-transformadore batera konektatzen denean, bigarren mailakoa (karga sarrera amaiera) transformadorearen sare elektrikoaren linea neutrora konekta daiteke, horrela, energia-hornidura-sistema fidagarria osatuz. Ikus daiteke isolamendu-irteerako transformadorea inbertsore zubi-zirkuituaren osagai garrantzitsu bat dela, inbertsore-zirkuitua fidagarria eta egonkorra izatea.
2.3 Babes zirkuitua
U3988-k erreferentziako tentsioa du barne-tentsioaren babeserako eta gainberotze babeserako. Tentsioa erresistentzien bidez zatitu besterik ez du behar. Tentsioa erreferentziako tentsioa baino txikiagoa denean, U3988 blokeatuko da pultsuak igortzeari uzteko. Horrez gain, egungo babesari dagokionez, karga-korrontearen arabera, hiru etapako babes-funtzioak daude: babes azkarra, atzerapen laburra eta atzerapen luzea.
3. Inbertsorearen potentzia-zirkuituaren gabeziak
Isolamendu-transformadorea tentsioa eraldatzeko eta linea neutroa isolatzeko helburuarekin konektatzen da, eta ez du interferentzia isolatzeko eta buffering karga mutazioaren funtzioa. Transformadorearen primarioaren eta sekundarioaren artean geruza isolatzaile bat dago. Ahalmen jakin bateko C kondentsadorea osatzen dute. Kondentsadorearen erreaktantzia kapazitiboa maiztasunarekiko alderantziz proportzionala da, hau da:
Formulan, Xc transformadore primario eta sekundarioen arteko kapazitantzia banatu baliokidearen erreaktantzia kapazitiboa da, Ω-tan. f interferentzia-seinalearen maiztasuna da, Hz-tan. C transformadorearen primarioaren eta sekundarioaren arteko kapazitate banatu baliokidea da, F-n.
Ekuaziotik ikus daiteke (1) maiztasuna zenbat eta handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da erreaktantzia kapazitiboa, hau da, zenbat eta handiagoa izan interferentzia-seinalearen maiztasuna, orduan eta errazagoa da bide kapazitiboa igarotzea. Interferentzia-seinale orokorren maiztasuna oso altua denez, transformadorearen bidez zuzenean eraman daitezke karga oztopatzeko. Maiztasun baxuagoko interferentziak etortzen badira, interferentzia-karga proportzionalki aldatuko du transformatzailearen transformazio-erlazioaren arabera. Transformadoreak ez baitu interferentziaren aurkako funtziorik, sarrera- eta irteera-iragazkiak, oro har, inbertsore-zubiaren sarrera-irteerako muturretan gehitzen dira.
Isolamendu transformadorearen konexioa dela eta, maiztasun baxuko gailuak, hala nola induktoreak eta kondentsadoreak, konektatuko dira, horrek zirkuituaren beraren tamaina handitzeaz gain, zirkuituaren potentzia-kontsumoa areagotzen du eta zirkuituaren irteera-eraginkortasuna murrizten du.. Maiztasun handiko eta prezio baxuko gailuen garapenarekin, hala nola transformadore elektronikoak, potentzia-maiztasunaren transformadoreen ekoizpen kostua nahiko handitu da, eta sistema honetarako diseinatutako zirkuitu-plaken ekoizpen-kostua ere horren arabera hazi da.
4 Ondorioa
Aurreko analisiaren bidez, zirkuitu-egitura eta potentzia-maiztasun inbertsorearen elikadura-horniduraren ezaugarriak osotasunean sartzen dira. Diseinatutako zirkuitu honek gailu digitalen funtzio aurreratuak eta potentzia-maiztasunaren transformadorearen isolamendu funtzioa konbinatzen ditu zirkuitu diseinu sinple eta fidagarriaren helburua lortzeko..