Multilevel Inverter - Mga Uri at Pakinabang

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Inverter:

Ang Inverter ay isang de-koryenteng aparato na nagko-convert ng direktang kasalukuyang (DC) sa kahaliling kasalukuyang (AC). Ang inverter ay ginagamit para sa emergency backup power sa isang bahay. Ang inverter ay ginagamit sa ilang mga sistema ng sasakyang panghimpapawid upang i-convert ang isang bahagi ng sasakyang panghimpapawid DC kapangyarihan sa AC. Ang kuryente ng AC ay ginagamit pangunahin para sa mga de-koryenteng aparato tulad ng mga ilaw, radar, radyo, motor, at iba pang mga aparato.

Multilevel Inverter:

Ngayon maraming mga aplikasyon ng pang-industriya ang nagsimulang nangangailangan ng mataas na lakas. Gayunpaman, ang ilang mga kagamitan sa industriya ay nangangailangan ng katamtaman o mababang lakas para sa kanilang operasyon. Ang paggamit ng isang mataas na mapagkukunan ng lakas para sa lahat ng mga pang-industriyang naglo-load ay maaaring patunayan na kapaki-pakinabang sa ilang mga motor na nangangailangan ng mataas na lakas, habang maaaring makapinsala sa iba pang mga karga. Ang ilang mga medium voltage motor drive at aplikasyon ng utility ay nangangailangan ng medium boltahe. Ang multi-level inverter ay ipinakilala mula pa noong 1975 bilang isang kahalili sa mga sitwasyong may mataas na lakas at katamtamang boltahe. Ang Multilevel inverter ay tulad ng isang inverter at ginagamit ito para sa mga pang-industriya na aplikasyon bilang isang kahalili sa mataas na lakas at katamtamang boltahe na mga sitwasyon.




Multilevel Inverter

Multilevel Inverter

Pangkalahatang DC-AC Inverter Circuit

Ang pangangailangan para sa multilevel converter ay upang bigyan ang mataas na lakas na output mula sa mapagkukunan ng daluyan ng boltahe. Ang mga mapagkukunan tulad ng mga baterya, supercapacitor, ang solar panel ay mga mapagkukunan ng daluyan ng boltahe. Ang multi-level inverter ay binubuo ng maraming mga switch. Sa multi-level inverter, ang mga anggulo ng switch ng pag-aayos ay napakahalaga.



Mga uri ng Multilevel Inverter:

Ang mga multilevel inverter ay tatlong uri.

  • In-clamp ng diode ang multilevel inverter
  • Lumilipad na mga capacitor multilevel inverter
  • Cascaded H- tulay multilevel inverter

Diode Clamped Multilevel Inverter:

Ang pangunahing konsepto ng inverter na ito ay ang paggamit ng mga diode at nagbibigay ng maraming antas ng boltahe sa pamamagitan ng iba't ibang mga phase sa mga capacitor bank na nasa serye. Ang isang diode ay naglilipat ng isang limitadong halaga ng boltahe, sa gayon binabawasan ang stress sa iba pang mga de-koryenteng aparato. Ang maximum na boltahe ng output ay kalahati ng input DC boltahe. Ito ang pangunahing sagabal ng diode clamp multilevel inverter. Ang problemang ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pagtaas ng mga switch, diode, capacitor. Dahil sa mga isyu sa pagbabalanse ng capacitor, ang mga ito ay limitado sa tatlong mga antas. Ang ganitong uri ng mga inverters ay nagbibigay ng mataas na kahusayan dahil sa pangunahing dalas na ginamit para sa lahat ng mga switching device at ito ay isang simpleng pamamaraan ng back to back power transfer system.


Hal: 5- Antas na diode clamp multilevel inverter, 9- level diode clamp multilevel inverter.

  • Ang 5-level diode clamp multilevel inverter ay gumagamit ng switch, diode isang solong capacitor ang ginagamit, kaya ang output boltahe ay kalahati ng input DC.
  • Ang 9-level diode clamp multilevel inverter ay gumagamit ng switch, diode capacitors ay dalawang beses na higit pa sa 5-level diode clamp inverters. Kaya't ang output ay higit pa sa input.
5- Antas ng Diode Clamped Multilevel Inverter

5- Antas ng Diode Clamped Multilevel Inverter

Ang mga aplikasyon ng Diode Clamped Multilevel Inverter:

  • Static na kabayaran sa var
  • Variable speed motor drive
  • Mga pagkakabit ng system ng mataas na boltahe
  • Mga linya ng paghahatid ng mataas na boltahe DC at AC

Lumilipad na mga Capacitor Multilevel Inverter:

Ang pangunahing konsepto ng inverter na ito ay ang paggamit ng mga capacitor. Ito ay isang serye ng koneksyon ng capacitor clamp switching cells. Inililipat ng mga capacitor ang limitadong halaga ng boltahe sa mga de-koryenteng aparato. Sa mga inverter switching na estado na ito ay tulad ng sa diode clamp inverter. Ang pag-clamping diode ay hindi kinakailangan sa ganitong uri ng mga multilevel inverters. Ang output ay kalahati ng input DC boltahe. Ito ay isang sagabal ng lumilipad na mga capacitor multilevel inverter. Mayroon din itong paglipat ng kalabisan sa loob ng yugto upang balansehin ang mga lumilipad na capacitor. Maaari nitong makontrol ang parehong aktibo at reaktibong daloy ng kuryente. Ngunit dahil sa mataas na dalas na paglipat, magaganap ang mga pagkalugi sa paglipat.

EX: 5-level na lumilipad na mga capacitor multilevel inverter, 9-level na lumilipad na mga capacitor na multilevel inverter.

  • Ang inverter na ito ay kapareho ng diode clamp na multi inverter
  • Sa inverter na ito, ang mga switch at capacitor lamang ang ginagamit.
5-Level Flying Capacitors Multilevel Inverter

5-Level Flying Capacitors Multilevel Inverter

Mga aplikasyon ng Flying Capacitors Multilevel Inverter

  • Induction motor control gamit ang DTC (Direct Torque Control) circuit
  • Static ay henerasyon
  • Parehong mga application ng conversion ng AC-DC at DC-AC
  • Mga converter na may kakayahang pagbaluktot ng Harmonic
  • Sinusoidal kasalukuyang mga tagapagtuwid

Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter:

Ang cascaded H-bride multilevel inverter ay ang paggamit ng mga capacitor at switch at nangangailangan ng mas kaunting bilang ng mga bahagi sa bawat antas. Ang topology na ito ay binubuo ng isang serye ng mga cell ng conversion ng kuryente at ang lakas ay madaling ma-scale. Ang kumbinasyon ng mga capacitor at switch ng pares ay tinatawag na isang H-tulay at nagbibigay ng magkakahiwalay na input na boltahe ng DC para sa bawat H-tulay. Binubuo ito ng mga H-bridge cells at ang bawat cell ay maaaring magbigay ng tatlong magkakaibang voltages tulad ng zero, positive DC, at negatibong DC voltages. Ang isa sa mga pakinabang ng ganitong uri ng multi-level inverter ay kailangan nito ng mas kaunting bilang ng mga bahagi kumpara sa diode clamp at lumilipad na mga capacitor na inverter. Ang presyo at bigat ng inverter ay mas mababa kaysa sa dalawang inverters. Posible ang soft-switching ng ilan sa mga bagong pamamaraan ng paglipat.

Ginagamit ang mga multilevel cascade inverter upang maalis ang napakalaking transpormer na kinakailangan sa kaso ng maginoo na multi-phase inverters, kinakailangan ang clamping diode kung sakaling diode clamp inverters at lumilipad na capacitor kinakailangan sa paglipad ng inverter ng capacitor. Ngunit nangangailangan ito ng isang malaking bilang ng mga nakahiwalay na boltahe upang maibigay ang bawat cell.

Hal: 5- H-bridge multilevel inverter, 9- H-tulay na clamp na inverter na multilevel.

  • Ang inverter na ito ay kapareho rin ng diode clamp na multi inverter.
5- H-Bridge Multilevel Inverter

5- H-Bridge Multilevel Inverter

Ang mga aplikasyon ng Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter

  • Mga motor drive
  • Mga aktibong filter
  • Mga drive ng de-kuryenteng sasakyan
  • Paggamit ng mapagkukunan ng DC power
  • Mga compensator ng power factor
  • Bumalik sa pabalik na mga sistema ng link ng dalas
  • Nakikisalamuha sa mga mapagkukunang nababagong enerhiya.

Mga kalamangan ng Multilevel Inverter:

Ang multilevel converter ay may maraming mga pakinabang, iyon ay:

1. Karaniwang Boltahe ng Mode:

Ang mga multilevel inverter ay gumagawa ng boltahe ng karaniwang mode, binabawasan ang stress ng motor at hindi pininsala ang motor.

2. Kasalukuyang Input:

Ang Multilevel inverters ay maaaring gumuhit ng kasalukuyang pag-input na may mababang pagbaluktot

3. Dalas ng Paglipat:

Ang multilevel inverter ay maaaring gumana sa parehong pangunahing mga frequency ng paglipat na mas mataas ang dalas ng paglipat at mas mababang dalas ng paglipat. Dapat pansinin na ang mas mababang dalas ng paglipat ay nangangahulugang mas mababa ang pagkawala ng paglipat at mas mataas na kahusayan ay nakakamit.

4. Nabawasan ang maharmonya pagbaluktot:

Ang pumipili na diskarte sa pag-aalis ng harmonic kasama ang multi-level na topology na nagreresulta sa kabuuang pagkasawi ng pagharmonya ay nagiging mababa sa output waveform nang hindi gumagamit ng anumang circuit ng filter.

Pagkikilala sa kumuha ng larawan: