مباحث الکترونیک قدرت یکی از مهمترین شاخه­های این علم می­باشد. ادوات الکترونیک قدرت امروزه در انواع مختلف و برای کاربرد­های گوناگون ساخته شده ­اند. از آن جمله می­توان به یکسو­سازها،
تنظیم­کننده­هاAC /AC ، چاپرها، اینورتر­ها، منابع تغذیه وغیره اشاره کرد. از این بین اینورتر­ها به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین ادوات مورد نظر می­باشد.
1-2- مشخصه­ کنترلی نیمه هادی­ها و مدارهای الکترونیک قدرت
با بهره گرفتن از مشخصه­ی کنترل عناصر نیمه­ هادی قدرت، می­توان با اعمال سیگنالهای کنترل به سر گیت تریستور­ها(به سر بیس ترانزیستور­های دو قطبی) می­توان آن­ها را بصورت یک کلید بکار گرفت. خروجی مطلوب با تغییر زمان هدایت این عناصر بدست می­آیند. هنگامی که یک عنصر نیمه هادی در حال هدایت است، افت ولتاژ کوچکی دو سر عنصر اتفاق می­افتد، که این افت قابل چشم پوشی می­باشد.              حال با توجه به مشخصه کنترلی نیمه­هادی­ها، جهت کنترل توان الکتریکی یا تغییر توان، تبدیل توان الکتریکی از یک شکل به شکل دیگر استفاده می­گردد و مشخصات کلیدزنی عناصر قدرت اجازه چنین تبدیلاتی را می­دهد. مبدل­های استاتیک قدرت این تبدیلات توان را انجام می­ دهند.                             یک مبدل را می­توان به عنوان یک آرایه کلیدزنی در نظر گرفت. مدار­های الکترونیک قدرت را
می­توان در شش گروه طبقه ­بندی کرد

کلید­های استاتیک
مبدل­های ac به dc ( یکسوسازهای کنترل­شونده)
مبدل­های acبهac ( کنترل­ کننده­­های ولتاژ ac )
مبدل­های dc به dc( چاپر­های dc)
مبدل­هایdc به ac( اینورتر)
یکسوساز­های دیودی
علی رغم این موارد ذکر شده در بالا هر کدام خود دارای بحث تخصصی جداگانه می­باشند. اما با توجه به موضوع این پایان نامه فقط به بررسی مبدل­های dc به ac (اینورتر­ها) پرداخته می­شود.
 
1-3- اینورتر
اینورترها یا مبدل­های dc به ac در ورودی به یک منبع ولتاژ یا منبع جریان dc متصل شده و در خروجی بار ac را تغذیه می­نمایند. به بیان دیگر یک اینورتر، ولتاژ یا جریان dc را به ولتاژ یا جریان ac   تبدیل کرده و توان را از شبکه dc به بار یا شبکه ac منتقل می­ کند. منبعdc ورودی می ­تواند خروجی یک یکسوکننده، انواع باتری­ها، سلول­های خورشیدی(PV) یا پیل­های سوختی باشد. خروجی اینورتر
می ­تواند تکفاز، سه فاز یا چند فاز باشد. دسته­بندی دیگر برای اینورترها رفتار در خروجی است خروجی اینورتر می ­تواند به صورت منبع ولتاژ باشد که به آن اینورتر منبع ولتاژ [1](VSI) گفته می­شود، البته خروجی اینورتر می ­تواند به صورت منبع جریان هم باشد که بعنوان اینورتر منبع جریان(CSI)[2] شناخته می­شود.
ولتاژ دو سر کلیدهای نیمه هادی مورد استفاده در اینورترهای منبع ولتاژ همواره مثبت بوده و لذا نیمه هادی­های با قابلیت تحمل ولتاژ مستقیم مانند GTO، BJT،IGBT ،,MOSFET IGCT مناسب می­باشند. در این نوع اینورتر با هر سوئیچ نیمه هادی یک دیود موازی معکوس برای عبور جریان معکوس قرار داده می­شود.
در اینورترهای منبع جریان المانهای نیمه هادی بایستی قابلیت تحمل ولتاژ معکوس را نیز داشته باشند. لذا از المان­هایی نظیر BJT، IGBT،MOSFE IGCT, به تنهایی نمی­توان در این نوع اینورتر استفاده کرد بلکه بایستی با هر سوئیچ یک دیود سری نمود تا مجموعه­ی سوئیچ و دیود قابلیت تحمل ولتاژ مستقیم و معکوس را داشته باشد. می­دانیم برای تغذیه­ی یک اینورتر منبع جریان می ­تواند یک منبع ولتاژ dc را با یک سلف بزرگ سری نمود تا تبدیل به منبع جریان dc گردد.
انواع توپولوژی­های مدار قدرت مورد استفاده در اینورترها عبارتند از:

اینورتر نیم پل تکفاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
اینورتر تمام پل تکفاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
اینورتر پل سه فاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
اینورتر پل سه فاز از نوع منبع جریان (CSI)
اینورتر چند سطحی
اینورتر رزونانسی
اینورتر با کلیدزنی نرم
اینورتر­های پوش پول
با توجه به روش کلیدزنی انتخابی برای اینورتر، شکل موج ولتاژ یا جریان خروجی می ­تواند به شکل مربعی، شبه مربعی، پله­ای، پالس­های PWM یا سینوسی باشد. دسته­بندی دیگر نوع کموتاسیون(اجباری یا طبیعی) سوئیچ­های اینورتر می­باشد. دسته­بندی دیگر اینورترها بر اساس ثابت یا قابل تنظیم بودن فرکانس خروجی و ولتاژ خروجی است.به عنوان مثال برای تنظیم سرعت یک موتور سنکرون یا آسنکرون معمولا از اینورتر با فرکانس قابل تنظیم استفاده می­گردد که البته تغییر دادن فرکانس به تنهایی صحیح نیست بلکه باید ولتاژ را هم متناسب با آن تغییر داد تا ماشین اشباع نگردد. مورد استفاده دیگر اینورترها در ساخت UPS می­باشد که به عنوان یک منبع تغذیه بدون وقفه بوده با ولتاژ و فرکانس ثابت بوده و جهت تغذیه وسایل حساس مانند کامپیوتر و تجهیزات پزشکی و غیره استفاده فراوانی دارد. از موارد دیگر استفاده اینورتر در کوره های القایی می­باشد. در این کوره­­ها از یک سیم پیچی پیچیده شده

 

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...