Leistungselektronik - Arten von Wechselrichtern

Ein Wechselrichter bezieht sich auf ein leistungselektronisches Gerät, das Leistung in Gleichstromform in Wechselstromform mit der erforderlichen Frequenz und Spannung umwandelt.

Wechselrichter werden in zwei Hauptkategorien eingeteilt -

Voltage Source Inverter (VSI) - Der Spannungsquellen-Wechselrichter hat eine steife Gleichstromquellenspannung, dh die Gleichspannung hat eine begrenzte Impedanz oder eine Impedanz von Null an den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters.
Current Source Inverter (CSI)- Ein Wechselrichter wird mit einem variablen Strom von einer hochohmigen Gleichstromquelle versorgt. Die resultierenden Stromwellen werden von der Last nicht beeinflusst.

Einphasen-Wechselrichter

Es gibt zwei Arten von einphasigen Wechselrichtern - Vollbrückenwechselrichter und Halbbrückenwechselrichter.

Halbbrückenwechselrichter

Dieser Wechselrichtertyp ist der Grundbaustein eines Vollbrückenwechselrichters. Es enthält zwei Schalter und jeder seiner Kondensatoren hat einen Spannungsausgang von $ \ frac {V_ {dc}} {2} $. Außerdem ergänzen sich die Schalter, dh wenn einer eingeschaltet ist, geht der andere aus.

Vollbrückenwechselrichter

Diese Wechselrichterschaltung wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Dies wird erreicht, indem die Schalter in der richtigen Reihenfolge geschlossen und geöffnet werden. Es hat vier verschiedene Betriebszustände, die darauf basieren, welche Schalter geschlossen sind.

Dreiphasen-Wechselrichter

Ein dreiphasiger Wechselrichter wandelt einen Gleichstromeingang in einen dreiphasigen Wechselstromausgang um. Seine drei Arme sind normalerweise um einen Winkel von 120 ° verzögert, um eine dreiphasige Wechselstromversorgung zu erzeugen. Die Wechselrichterschalter haben jeweils ein Verhältnis von 50% und das Umschalten erfolgt nach jedem T / 6 der Zeit T (60 ° Winkelintervall). Die Schalter S1 und S4, die Schalter S2 und S5 und die Schalter S3 und S6 ergänzen sich.

Die folgende Abbildung zeigt eine Schaltung für einen Dreiphasen-Wechselrichter. Es sind nichts anderes als drei einphasige Wechselrichter, die an dieselbe Gleichstromquelle angeschlossen sind. Die Polspannungen in einem dreiphasigen Wechselrichter sind gleich den Polspannungen in einem einphasigen Halbbrückenwechselrichter.

Die beiden oben genannten Wechselrichtertypen weisen zwei Leitungsarten auf: 180° mode of conduction und 120° mode of conduction.

180 ° Leitungsart

In dieser Leitungsart befindet sich jedes Gerät für 180 ° im Leitungszustand, wo es in 60 ° -Intervallen eingeschaltet wird. Die Klemmen A, B und C sind die Ausgangsklemmen der Brücke, die mit dem dreiphasigen Dreieck- oder Sternanschluss der Last verbunden sind.

Der Betrieb einer symmetrischen sternförmigen Last wird in der folgenden Abbildung erläutert. Für den Zeitraum 0 ° - 60 ° befinden sich die Punkte S1, S5 und S6 im Leitungsmodus. Die Klemmen A und C der Last sind an ihrem positiven Punkt mit der Quelle verbunden. Die Klemme B ist an ihrem negativen Punkt mit der Quelle verbunden. Außerdem liegen die Widerstände R / 2 zwischen dem neutralen und dem positiven Ende, während der Widerstand R zwischen dem neutralen und dem negativen Anschluss liegt.

Die Lastspannungen sind wie folgt angegeben; V _AN = V / 3, V _BN = –2 V / 3, V _CN = V / 3	Die Netzspannungen sind wie folgt angegeben; V _AB = V _AN - V _BN = V, V _BC = V _BN - V _CN = –V, V _CA = V _CN - V _AN = 0

Wellenformen für 180 ° Leitungsmodus

120 ° Leitungsart

In diesem Leitungsmodus befindet sich jedes elektronische Gerät für 120 ° in einem Leitungszustand. Es ist am besten für eine Delta-Verbindung in einer Last geeignet, da es über jede seiner Phasen zu einer sechsstufigen Wellenform führt. Daher leiten zu jedem Zeitpunkt nur zwei Geräte, da jedes Gerät nur bei 120 ° leitet.

Die Klemme A an der Last ist mit dem positiven Ende verbunden, während die Klemme B mit dem negativen Ende der Quelle verbunden ist. Die Klemme C an der Last befindet sich in einem Zustand, der als schwebender Zustand bezeichnet wird. Darüber hinaus sind die Phasenspannungen gleich den Lastspannungen, wie unten gezeigt.

Phasenspannungen = Netzspannungen

V _AB = V.

V _BC = –V / 2

V _CA = –V / 2