Güç Elektroniği - Darbe Genişlik Modülasyonu

PWM, bir yük akımındaki genel harmonik bozulmayı (THD) azaltmak için kullanılan bir tekniktir. Darbe genişliği modüle edildikten sonra, değişken bir ortalama dalga formu değeri f (t) ile sonuçlanan dikdörtgen / kare formda bir darbe dalgası kullanır. Modülasyon için zaman periyodu T ile verilmiştir. Bu nedenle, dalga formu ortalama değeri

$$ \ bar {y} = \ frac {1} {T} \ int_ {0} ^ {T} f \ left (t \ right) dt $$

Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu

Basit bir kaynak voltaj çeviricide, anahtarlar gerektiğinde AÇIK ve KAPALI konuma getirilebilir. Her döngü sırasında anahtar bir kez açılır veya kapatılır. Bu bir kare dalga formu ile sonuçlanır. Bununla birlikte, anahtar birkaç kez açılırsa, iyileştirilmiş bir dalga formu olan bir harmonik profil elde edilir.

Sinüzoidal PWM dalga formu, istenen modüle edilmiş dalga formu ile yüksek frekanslı üçgen dalga formu karşılaştırılarak elde edilir. Sinyalin voltajının taşıyıcı dalga formunun voltajından daha küçük veya daha büyük olmasına bakılmaksızın, DC barasının ortaya çıkan çıkış voltajı ya negatif ya da pozitiftir.

Sinüzoidal genlik A _m ve taşıyıcı üçgeninki A _{c olarak verilir} . Sinüzoidal PWM için modülasyon indeksi m, A _m / A _{c ile verilir} .

Modifiye Sinüzoidal Dalga Formu PWM

Güç faktörünün güç kontrolü ve optimizasyonu için modifiye edilmiş bir sinüzoidal PWM dalga formu kullanılır. Ana konsept, PWM dönüştürücüsünü değiştirerek şebekede geciken akımı voltaj şebekesine kaydırmaktır. Sonuç olarak, güç verimliliğinde ve güç faktöründe optimizasyonda bir gelişme var.

Çoklu PWM

Çoklu PWM, değer olarak aynı olmayan çok sayıda çıktıya sahiptir, ancak üretildikleri süre tüm çıktılar için sabittir. PWM'li inverterler yüksek voltaj çıkışında çalışabilir.

Aşağıdaki dalga formu, çoklu PWM tarafından üretilen sinüzoidal bir dalgadır.

Gerilim ve Harmonik Kontrol

60 Hz frekansa sahip temel gücün çoklu integrali olan frekansa sahip periyodik bir dalga formu, harmonik olarak bilinir. Toplam harmonik bozulma (THD) ise tüm harmonik akım frekanslarının toplam katkısını ifade eder.

Harmonikler, belirli bir devrede kullanılan doğrultucuların sayısını temsil eden darbe ile karakterize edilir. Aşağıdaki gibi hesaplanır -

$$ h = \ left (n \ times P \ right) +1 \ quad veya \ quad -1 $$

Nerede n - 1, 2, 3, 4… .n bir tamsayıdır

P - Doğrultucu sayısı

Aşağıdaki tabloda özetlenmiştir -

Harmonic	Frequency
1 inci	60 Hz
2 ^nd	120 Hz
3 ^rd	180 Hz
4 ^th	240 Hz
5 . . 49	300 Hz . . 2940 Hz

Harmoniklerin gerilim ve akım çıkışı üzerinde etkisi vardır ve izolasyon transformatörleri, hat reaktörleri, güç sistemlerinin yeniden tasarımı ve harmonik filtreler kullanılarak azaltılabilir.

Seri Rezonant İnvertör

Rezonant invertör, çalışması rezonans akımının salınımına dayanan bir elektrik invertörüdür. Burada, anahtarlama cihazı ve rezonans bileşeni seri olarak birbirine bağlanır. Devrenin doğal özelliklerinin bir sonucu olarak anahtarlama cihazından geçen akım sıfıra düşer.

Bu tip invertör, 20kHz-100kHz aralığında çok yüksek frekanslarda sinüzoidal bir dalga formu verir. Bu nedenle, indüksiyonlu ısıtma ve floresan aydınlatma gibi sabit bir çıkış gerektiren uygulamalar için en uygun olanıdır. Anahtarlama frekansı yüksek olduğu için genellikle küçüktür.

Rezonant bir invertör çok sayıda konfigürasyona sahiptir ve bu nedenle iki gruba ayrılmıştır -

Tek yönlü anahtarları olanlar
Çift yönlü anahtarları olanlar