Jednofazni inverterski krug je vrsta elektroničke opreme koja pretvara DC Energy u izmjeničnu energiju, koja se široko koristi u područjima električnog elektroenergetskog sustava, industrijske kontrole, komunikacijske opreme i tako dalje. U ovom se radu detaljno uvodi kontrolni princip jednofaznog pretvarača, uključujući njegov osnovni sastav, princip rada, strategiju upravljanja, indeks performansi i područja primjene.
1. Osnovni sastav jednofaznog pretvarača
Jednofazni inverterski krug uglavnom se sastoji od sljedećih dijelova:
1.1 DC napajanje:Izvor ulazne napajanja jednofaznog pretvarača, koji može biti baterija za pohranu, solarna ploča, gorivna ćelija i tako dalje.
1.2 Pretvarač:Ključna komponenta za pretvaranje istosmjerne snage u izmjeničnu snagu, obično prihvaća topologiju punog mosta ili polu-mosta.
1.3 Filtar:Koristi se za filtriranje visokofrekventnih harmonika izlaza pretvarača i poboljšanje kvalitete izlazne izmjenične snage.
1.4 kontroler:Kontrola pretvarača u stvarnom vremenu, ostvarivši prilagođavanje frekvencije, amplitude i faze izlazne izmjenične snage.
1.5 zaštitni krug:Koristi se za zaštitu sigurnog rada pretvarača u nenormalnim uvjetima, poput preopterećenja, kratkog spoja, pregrijavanja itd.
2. Princip rada jednofaznog pretvarača
Načelo rada jednofaznog pretvarača je pretvaranje DC energije u izmjeničnu energiju putem pretvarača. Pretvarač obično prihvaća topologiju punog mosta ili pola mosta, a njegov princip rada je sljedeći:
2.1 pretvarač punog mosta:Sastoji se od četiri uređaja za prebacivanje, koji su S1, S2, S3 i S4. Kad su S1 i S3 uključeni, a S2 i S4 isključeni, gornji polumjesec ciklusa izmjenične struje (AC) je izlaz; Kad su S2 i S4 uključeni, a S1 i S3 isključeni, donji polumjesec AC je izlaz. Kontroliranjem uključivanja i isključivanja četiri uređaja za prebacivanje, frekvencija i amplituda izlazne izmjenične struje mogu se prilagoditi.
2,2 Polu-most pretvarača:Sastoji se od dva uređaja za prebacivanje, S1 i S2, koji izlaze gornji polu ciklus izmjenične struje (AC) kada je S1 uključen, a S2 isključen, a donji polu ciklus AC-a kada je S2 uključen i S1 je isključen. Pretvarači pola mosta imaju nisku izlaznu sposobnost i obično se koriste za aplikacije male snage.
3. Strategije kontrole jednofaznih pretvarača
Strategije upravljanja jednofaznim pretvaračkim krugovima uključuju sljedeće:
3.1 Modulacija širine pulsa (PWM) Kontrola:Regulacija amplitude i učestalosti izmjenične struje izlaza ostvaruje se podešavanjem vremena uključivanja i isključivanja uređaja za isključivanje. Kontrola PWM -a ima prednosti brzine brzog odziva, visoke točnosti kontrole i dobre kvalitete izlaznog valnog oblika.
3.2.Generirajte PWM kontrolne signale generiranjem referentnih signala sinusnih valova i uspoređujući ih s stvarnim izlaznim signalima.SPWM kontrola može realizirati sinusoidne valne oblike izlazne izmjenične struje i poboljšati kvalitetu električne energije.
3.3 Modulacija vektora prostora (SVPWM) Kontrola:Primjenom kontrolne metode trofaznog pretvarača na jednofazni pretvarač, on ostvaruje preciznu kontrolu amplitude i faze izmjenične struje izlaza. SVPWM kontrola ima prednosti visoke točnosti kontrole i dobre kvalitete izlaznog valnog oblika.
3.4 Prediktivna kontrola:Kontrola pretvarača u stvarnom vremenu ostvaruje se predviđanjem budućeg stanja sustava. Prediktivna kontrola ima prednosti snažne robusnosti i dobre prilagodljivosti.
4. indeksi uspješnosti jednofaznih pretvarača
Indeksi performansi jednofaznog pretvarača uglavnom uključuju sljedeće:
4.1 Izlazna frekvencija:Učestalost izmjeničnog izlaza iz pretvarača, koja je obično jednaka frekvenciji ulaznog istosmjernog napajanja.
4.2 Izlazna amplituda:Amplituda izlaznog AC pretvarača, koja se može prilagoditi kontrolnom strategijom.
4.3 Kvaliteta izlaznog oblika vala:Kvaliteta valnog oblika izmjeničnog izlaza iz pretvarača, uključujući harmonični sadržaj, izobličenje valnog oblika i druge pokazatelje.
4.4 Učinkovitost:Učinkovitost pretvarača u pretvaranju istosmjerne snage u izmjeničnu snagu, obično između 85%~ 95%.
4.5 Pouzdanost:Pouzdanost pretvarača tijekom dugoročnog rada, uključujući stopu neuspjeha, životni vijek i druge pokazatelje.
5. Područja aplikacije jednofaznih pretvarača
Jednofazni inverterski krugovi široko se koriste u sljedećim poljima:
5.1 Power System:Koristi se za regulaciju frekvencije, regulaciju faze, kompenzaciju reaktivne snage i druge primjene elektroenergetskog sustava.
5.2 Industrijska kontrola:Koristi se za industrijsku opremu za automatizaciju, motorni pogon, upravljanje strujom i druge aplikacije.
5.3 Komunikacijska oprema:Koristi se za napajanje komunikacijske bazne stanice, podatkovnog centra, satelitske komunikacije i druge opreme.
5.4 Uređaji za kućanstvo:Koristi se za pretvorbu struje klima uređaja, hladnjaka, perilica rublja i drugih kućanskih aparata.
5.5 Novi energetski sustavi:koristi se za pretvorbu snage i upravljanje novim energetskim sustavima kao što su solarna energija i energija vjetra.
Jednofazni inverterski krug važan je elektronički uređaj napajanja sa širokim rasponom aplikacija.