Växelriktare:

Inverteraren är en elektrisk enhet som omvandlar likström (DC) till växelström (AC). Omformaren används för reservkraft i nödsituationer i ett hem. Växelriktaren används i vissa flygplanssystem för att konvertera en del av flygplanets likström till växelström. Växelströmmen används främst för elektriska enheter som lampor, radar, radio, motor och andra enheter.

Multilevel Inverter:

Nu har dagens många industriella applikationer börjat kräva hög effekt. Vissa apparater i branscherna kräver emellertid medel eller låg effekt för att de ska fungera. Att använda en hög effektkälla för alla industriella laster kan vara fördelaktig för vissa motorer som kräver hög effekt, medan det kan skada de andra belastningarna. Vissa medelspänningsmotorer och verktygstillämpningar kräver medelspänning. Växelriktaren med flera nivåer har introducerats sedan 1975 som ett alternativ i högeffekts- och mellanspänningssituationer. Multilevel-omformaren är som en inverterare och används för industriella applikationer som ett alternativ i högeffekts- och mellanspänningssituationer.

Omvandlare för flera nivåer

Allmän DC-AC-omformarkrets

Behovet av flernivåomvandlaren är att ge hög uteffekt från mellanspänningskällan. Källor som batterier, superkondensatorer, solpanelen är mellanspänningskällor. Flernivåomformaren består av flera brytare. I flernivåomvandlaren är arrangemangsväxlarnas vinklar mycket viktiga.

Typer av flernivåomvandlare:

Växelriktare med flera nivåer är tre typer.

Diodklämd växelriktare med flera nivåer
Flygande kondensatorer flernivåomvandlare
Cascaded H-bridge flernivåomvandlare

Diodklämd flernivåomvandlare:

“3 -bitars asynkron räknare med jk flip -flop ”

Huvudkonceptet för denna växelriktare är att använda dioder och tillhandahåller flera spänningsnivåer genom de olika faserna till kondensatorbankerna som är i serie. En diod överför en begränsad mängd spänning och minskar därmed spänningen på andra elektriska apparater. Den maximala utspänningen är hälften av ingångens likspänning. Det är den största nackdelen med den diodklämda flernivåomformaren. Detta problem kan lösas genom att öka omkopplarna, dioderna, kondensatorerna. På grund av problem med kondensatorbalansering är dessa begränsade till de tre nivåerna. Denna typ av växelriktare ger hög effektivitet på grund av den grundläggande frekvensen som används för alla växlingsanordningar och det är en enkel metod för back-to-back-överföringssystem.

Ex: Diodklämd växelriktare med 5 nivåer, Diodklämd växelriktare med 9- nivå.

Den 5-nivån diodklämda flernivåomvandlaren använder omkopplare, dioder används en enda kondensator, så utspänningen är hälften av ingångsströmmen.
Den 9-nivån diodklämda flernivåomvandlaren använder omkopplare, diodkondensatorer är två gånger fler än de 5-nivån diodklämda växelriktarna. Så utgången är mer än ingången.

5-nivådiodklämd flernivåomvandlare

Tillämpningar av Diode Clamped Multilevel Inverter:

Statisk var kompensation
Motordrivna variabla hastigheter
Högspänningssystemets sammankopplingar
Högspännings DC- och AC-överföringsledningar

Flygande kondensatorer flernivåinverterare:

Huvudkonceptet för denna växelriktare är att använda kondensatorer. Det är en seriekoppling av kondensatorklämda omkopplingsceller. Kondensatorerna överför den begränsade mängden spänning till elektriska enheter. I denna växelriktare är omkopplingstillstånden som i den diodklämda växelriktaren. Klämdioder krävs inte i denna typ av flernivåomformare. Utgången är hälften av ingångens likspänning. Det är en nackdel med flygnivåomvandlaren med flera nivåer. Det har också omkopplingsredundansen inom fasen för att balansera flygkondensatorerna. Den kan styra både det aktiva och det reaktiva effektflödet. Men på grund av högfrekvensomkopplingen kommer omkopplingsförluster att äga rum.

EX: 5-nivå flygkondensatorer flernivåomvandlare, 9-nivå flygkondensatorer flernivåomvandlare.

Denna växelriktare är densamma som den diodklämda fleromformaren
I denna inverter används endast brytare och kondensatorer.

5-nivå flygande kondensatorer flernivåomvandlare

Tillämpningar av flygande kondensatorer Multilevel Inverter

Induktionsmotorstyrning med DTC-krets (Direct Torque Control)
Static var generation
Både AC-DC- och DC-AC-omvandlingsapplikationer
Omvandlare med harmonisk distorsionsförmåga
Sinusformade strömriktare

Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter:

Den kaskad H-bruden inriktare med flera nivåer är att använda kondensatorer och strömbrytare och kräver mindre antal komponenter i varje nivå. Denna topologi består av en serie kraftomvandlingsceller och kraften kan enkelt skalas. Kombinationen av kondensatorer och omkopplarpar kallas en H-brygga och ger separat ingångs DC-spänning för varje H-brygga. Den består av H-bryggceller och varje cell kan tillhandahålla de tre olika spänningarna som noll, positiv likström och negativ likspänning. En av fördelarna med denna typ av flernivåomformare är att den behöver mindre antal komponenter jämfört med diodklämda och flygande kondensatoromvandlare. Omformarens pris och vikt är lägre än för de två växelriktarna. Mjukväxling är möjlig med några av de nya omkopplingsmetoderna.

Kaskadomvandlare med flera nivåer används för att eliminera den skrymmande transformatorn som krävs vid konventionella flerfasomvandlare, fastspänningsdioder krävs vid diodspänningsomvandlare och flygkondensatorer som krävs vid flygkondensatoromvandlare. Men dessa kräver ett stort antal isolerade spänningar för att mata varje cell.

Ex: 5- H-bridge multilevel inverter, 9- H-bridge klämd multilevel inverter.

Denna inverter är också densamma som den diodklämda multi-inverteraren.

5- H-Bridge flernivåomvandlare

Tillämpningar av Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter

Motordrivenheter
Aktiva filter
Elfordon kör
DC-strömkällanvändning
Effektfaktorkompensatorer
Back to back-frekvenslänksystem
Gränssnitt med förnybara energiresurser.

Fördelar med flernivåomvandlare:

Multilevel-omvandlaren har flera fördelar, det vill säga:

1. Vanligt läge spänning:

Växelriktarna med flera nivåer producerar spänning i gemensamt läge, vilket minskar motorns spänning och skadar inte motorn.

2. Ingångsström:

Omvandlare med flera nivåer kan dra in ingångsström med låg distorsion

3. Växlingsfrekvens:

Inverteraren med flera nivåer kan fungera vid både grundläggande omkopplingsfrekvenser som är högre kopplingsfrekvens och lägre kopplingsfrekvens. Det bör noteras att den lägre omkopplingsfrekvensen innebär lägre kopplingsförlust och högre effektivitet uppnås.

“infrarött belysningsljus för mörkerseende ”

4. Minskad harmonisk distorsion:

Selektiv harmonisk elimineringsteknik tillsammans med flernivåstopologin resulterar i att den totala harmoniska distorsionen blir låg i utgångsvågformen utan att använda någon filterkrets.

Fotokredit: