単相インバーター

インバーターは、入力選択した電圧および頻度、DC を AC 変換と呼ばれるプロセスで AC 出力から DC に変換する装置です。たとえば、インバーターは、太陽電池から生成される DC 電源にグリッドと互換性があるために AC に変換必要があります太陽電池と電気のグリッドの間のインターフェイスで使用される大きく。また、無停電電源装置、バッテリーに蓄電がコンピューターの 120 ボルト 60 ヘルツの電力を生成する必要がありますに不可欠です。インバーターで DC 入力を一連の振動波を作成するパルスを切り刻むことによって動作します。フィルタ リングの量によって、出力は方形波、擬似正弦波、または正弦波あります。このビデオは単純なインバーターの基本的な原則を紹介し、簡単な回路で動作をデモンストレーションします。

インバーターの入力が一定の直流電圧です。インバーター回路には、金属酸化物電界効果トランジスタ、絶縁ゲート ・ バイポーラ ・ トランジスタ時計や周波数発生器の制御下でのシリコン制御整流器など電子スイッチが含まれています。クロック信号が点灯スイッチ、DC 入力はみじん切り、またはその極性を反転します。このプロセスは、転流と呼ばれます。繰り返しチョッピング パルスまたは方形波のシリーズを作成します。クロック周期は、脈拍数を決定します、のでインバーターの制御周波数を変更する出力周波数をそれに応じて変わります。スイッチングと呼ばれるパルス幅変調の種類には、正弦波を近似するフィルター処理できるさまざまな幅のパルスのストリームが生成されます。機械および電気装置多くの場合正常に動作する電圧の正弦的に変化の力を必要とするため、パルス幅変調方式が望ましいです。H ブリッジ、3 つフェーズ マルチレベル インバーターなど、多くのインバーター トポロジのハーフ ブリッジ ・ インバーターは基本的なビルディング ブロックです。この簡略化された図でハーフ ブリッジ ・ インバーター適用の DC 供給 V シリーズは、電圧ディバイダーとして機能する同じコンデンサーを 2 個。コンデンサーの値が同じので端子部分の同じ電圧がある、それらの間のノードは V/2 です。この点は、負荷の AC グランドです。ハーフ ブリッジ ・ インバーターは、交互に V をそれらの間のノードを接続し、ボルトをゼロ シリーズおよび 2 つの非重複またはフェーズ クロックの 2 つのスイッチを使用します。DC のショートを避けるために 1 つの電源スイッチは、他の 1 つが点灯する前にオフする必要があります。負荷は、2 つのコンデンサーの間のポイントに 2 つのスイッチ間のポイントから接続されています。スイッチ A がオンとオフ スイッチ B は、負荷は V に接続されている、AC 地面を基準にして、それを渡って 1/2 V での肯定的な電圧には。スイッチ A がオフと、スイッチ B がオン負荷は 0 v に接続されている、AC 地面に関連してそれを渡って 1/2 V での否定的な電圧には。この切り替えのプロセスを繰り返すたびに負荷は、交互で 1/2 V の振幅を持つ、それを渡って正と負電圧をしました。この単純なケースでは、AC 電源は、方形波は。今では単相インバーターの基礎が説明されている正方形で AC ハーフ ブリッジ ・ インバーターに DC スイッチング、波し、オペレーションを観察する建物によってデバイスを実証しましょう。

まず、0 から 10 ボルトに振動する 48% のデューティ サイクル 10 キロヘルツ方形波を生成する 2 つ関数発生器を構成します。互いに位相が 180 度に出力を同期します。各ファンクション ・ ジェネレーター独立に制御ハーフ ブリッジ形インバーターの 2 つのフィールド効果トランジスタ スイッチの 1 つ。方形波は、トランジスタ出力が高いと、出力が低いまたはゼロのボルトをオフになります。デューティ サイクルは 48%、期間の残りの 2% は 2 つのトランジスタのオン状態の間死んでいる時間です。この時間の間に両方の信号発生器の出力が低く、同時に実施し、DC 電源の短絡を回避するからトランジスタを防止します。各ファンクション ・ ジェネレーターの出力にオシロ スコープの 1 つのチャネルに接続します。方形波が予想される振幅、周波数、デューティ サイクルであることを確認します。2 つの方形波は 1 つが高い他は低いので逆位相にも必要です。後で参照できるスコープ画面をキャプチャします。関数発生器の出力をオフにするが、発電機をつけっぱなし。最後に、正 15 ボルト DC 電源を設定はない任意の回路に接続をオフに。

ハーフ ブリッジ ・ インバーター回路や負荷抵抗 R 負荷の 51 ω の抵抗を使用してください。DC 電源はオフになって、その出力をインバーター入力 VDC に接続します。R 負荷、V を測定するために差動プローブを接続し、ピン 7、高出力とグランドの間通常スコープのプローブを接続します。10 倍、20 倍にスケーリング プローブ スケーリング範囲を設定します。すべての測定値をそれに応じてスケールします。後で不足している要素を考慮するためにプローブとオシロ スコープからスケーリングを記録します。高、ピン 10、し、上部のトランジスタのスイッチングを制御する 1 つの関数発生器の出力を接続します。関数発生器の地面を回路の共通点に接続します。他の関数発生器の出力を低接続、12、ピンし、下側のトランジスタのスイッチングを制御します。その他の関数発生器の地面を回路の共通点に接続します。高出力と V の波形を出力電圧、振幅、周波数測定でキャプチャ。DC 電源の電流と電圧の測定値を記録します。入力周波数が 5 キロ ヘルツの測定を繰り返し、出力 AC 波形の違いを確認します。最後に、DC 電源を切り、関数発生器を回路から切断します。

このハーフ ブリッジ形インバーターの出力電圧は、スイッチング期間の約 4% をゼロとする 1/2 VDC、出力電圧を引き起こすいくつかのデッドタイムの振幅の方形波です。矩形波インバーターは高合計の高調波歪みを持っているし、実際のアプリケーションで使用されるほとんど。しかし、彼らはより多くのより高度なインバーターのビルディング ブロック方式は、正弦波パルス幅変調などの切り替え。これらのより洗練された方法は、全高調波歪を低減するだけでなくも AC 出力電圧の不要な高調波フィルター要件を緩和します。

インバーターは、利用可能な DC 電源と AC アプリケーション機器と機械間のインターフェイスで使用されます。太陽電池の大型エイは今多くの地域の電力を生産している、ローカル電気グリッドに貢献。ただし、DC 電力を生成する太陽電池と適切な電圧と周波数グリッドの AC 電源に変換するインバーターが使われます。多くのマシンは、AC 電源を使用、メインの固定 120 ボルト RMS、60 ヘルツの周波数ではなく指定します。誘導電動機のローターの回転速度は、たとえば、それを駆動する電流の周波数に依存します。可変的な頻度ドライブは、内部の直流電源を生成するのに直流変換 AC を使用します。インバーターは、調節可能な電圧と周波数の誘導電動機の速度・ トルク制御を可能にする AC 電源を生成するのに順番この DC 電源を使用します。

単相インバーターのゼウスの概要を見てきただけ。今 AC 変換およびスイッチング周波数を変更することによって、交流出力の周波数を調整できる方法に DC の基本を理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。