Amb el continu avenç de la ciència i la tecnologia, La tecnologia de l'inversor s'ha desenvolupat més àmpliament. La investigació sobre fonts d'alimentació inversora també s'ha desenvolupat encara més. En l'actualitat, a més dels inversors de freqüència de potència, els inversors d'alta freqüència també han començat a ocupar el mercat de desenvolupament de fonts d'alimentació d'inversor i s'espera que substitueixin els inversors de freqüència.. Tot i que els inversors d'alta freqüència compensen les deficiències dels inversors de freqüència de potència, com ara la gran mida, baixa freqüència, i baixa eficiència, encara no poden substituir completament el paper dels inversors de freqüència de potència. En comparació amb els inversors d'alta freqüència, Els inversors de freqüència de potència tenen els seus avantatges únics. Aquí es proposa un esquema de disseny de font d'alimentació d'inversor independent basat en un transformador de freqüència d'alimentació.
1. Disseny de l'estructura de la font d'alimentació del inversor
Figura 1 és un diagrama de blocs d'una font d'alimentació d'un inversor basat en la modulació d'amplada de pols (PWM) tecnologia. Tot el circuit selecciona l'entrada de CC de baixa tensió i l'inverteix a la tensió CA a través del circuit inversor de pont complet. S'augmenta fins al valor màxim nominal mitjançant el circuit d'augment de freqüència de potència, i després la tensió de CA que compleix els requisits surt a través del circuit de filtre. En general, Es requereix una sortida de 220 V/50 Hz AC.
2. Disseny de circuits de maquinari de font d'alimentació de l'inversor
2.1 Tecnologia PWM
La base teòrica de la tecnologia de control PWM és el teorema de l'impuls. L'ona sinusoïdal s'utilitza com a ona de modulació per aplicar una ona de modulació d'amplada de pols bipolar (SPWM) amb la mateixa amplitud de sortida de la portadora i l'amplada del pols canvia segons l'ona sinusoïdal. Aquest senyal d'ona quadrada s'afegeix a la inversa El tub de potència inversor de pont variable es controla per encendre i apagar, i finalment s'obté una forma d'ona de sortida de CA propera a la ideal. Aquesta tecnologia simplifica el circuit de maquinari i millora l'eficiència de la forma d'ona de sortida. Figura 2 és el diagrama de cablejat i la forma d'ona SPWM que utilitza el dispositiu U3988 per controlar el pont inversor. 0UTA i 0UTB són els pins de sortida de la seqüència de polsos SPWM d'ona sinusoïdal. Els senyals que emeten aquests dos pins generalment han de passar pel circuit de control mort abans de ser enviats a l'inversor. Canvi de pont.
2.2 El paper del transformador de freqüència de potència en el circuit inversor
L'entrada de la font d'alimentació de l'inversor de freqüència és generalment de baixa tensió CC, que utilitza un circuit inversor de pont complet per controlar la tensió CA de sortida afectant la freqüència de commutació del tub d'efecte de camp. El valor de pic a pic de la tensió de CA d'ona sinusoïdal de sortida de 220 V és de 620 V, mentre que la tensió rectificada d'entrada de la font d'alimentació general de l'inversor és de 310 V. Perquè l'inversor produeixi la tensió de CA d'ona sinusoïdal de 220 V sense distorsió, la tensió de CC davant de l'inversor ha de ser 680 ~870V. Com que la tensió general d'entrada de l'inversor és molt menor que aquest valor, s'ha d'afegir un transformador de sortida per augmentar la tensió de sortida de l'inversor per sobre del valor màxim nominal abans que es pugui utilitzar, tal com es mostra a la figura 3.
Aquest circuit adopta una estructura de circuit de conversió de pont complet. La sortida d'aquest convertidor no és un cable viu i un cable neutre, però dos cables vius. No obstant això, generalment es requereix un cable neutre quan es connecta a una càrrega. Si no hi ha transformador d'aïllament de sortida i el cable viu està connectat rígidament al cable neutre, la font d'alimentació de l'inversor no funcionarà correctament. Figura 4 mostra la direcció del flux de corrent durant la mitja ona positiva del transformador sense sortida.
Es pot veure a la figura 4 que a causa de l'accés de la línia neutra, el corrent de càrrega no passa pel tub rectificador i el tub d'alimentació inversor després de passar per la càrrega, però torna directament al terminal d'entrada de la línia neutra de la xarxa elèctrica. En aquest cas, Figura El rectificador i el tub d'alimentació de l'inversor a la caixa de punts central no funcionen. Segons el procediment normal de treball, el corrent de càrrega hauria de fluir pel tub rectificador i el tub d'alimentació inversor dels dos circuits del pont. Figura 5 mostra la direcció del flux de corrent quan hi ha una mitja ona positiva del transformador de sortida. Quan l'extrem de sortida està connectat a un transformador d'aïllament, el secundari (càrrega final d'entrada) del transformador es pot connectar a la línia neutra de la xarxa elèctrica, formant així un sistema d'alimentació fiable. Es pot veure que el transformador de sortida d'aïllament és un component important del circuit del pont inversor, fent que el circuit inversor sigui fiable i estable.
2.3 Circuit de protecció
L'U3988 té una tensió de referència incorporada per a la protecció contra subtensió i protecció contra sobreescalfament. Només cal dividir la tensió a través de resistències. Quan la tensió és inferior a la tensió de referència, U3988 es bloquejarà per deixar d'emetre polsos. A més, pel que fa a la protecció actual, en funció del corrent de càrrega, hi ha funcions de protecció de tres etapes: protecció ràpida, retard curt i retard llarg.
3. Deficiències del circuit de potència del inversor
El transformador d'aïllament està connectat amb la finalitat de transformar la tensió i aïllar la línia neutra, i no té la funció d'aïllar la interferència i amortiguar la mutació de càrrega. Hi ha una capa aïllant entre el primari i el secundari del transformador. Formen un condensador C amb una capacitat determinada. La reactància capacitiva del condensador és inversament proporcional a la freqüència, Això és:
A la fórmula, Xc és la reactància capacitiva de la capacitat distribuïda equivalent entre els transformadors primaris i secundaris, en Ω. f és la freqüència del senyal d'interferència, en Hz. C és la capacitat distribuïda equivalent entre el primari i el secundari del transformador, en F.
Es pot veure per l'equació (1) que com més gran sigui la freqüència, menor és la reactància capacitiva, Això és, més alta és la freqüència del senyal d'interferència, més fàcil és el pas del camí capacitiu. Com que la freqüència dels senyals d'interferència general és molt alta, es poden conduir directament a través del transformador per interferir amb la càrrega. Si hi ha interferències de freqüència més baixa, canviarà la càrrega d'interferència proporcionalment segons la relació de transformació del transformador. Com que el transformador no té una funció anti-interferències, Els filtres d'entrada i sortida s'afegeixen generalment als extrems d'entrada i sortida del pont inversor.
A causa de la connexió del transformador d'aïllament, es connectaran dispositius de baixa freqüència com ara inductors i condensadors, que no només augmenta la mida del propi circuit, sinó que també augmenta el consum d'energia del circuit i redueix l'eficiència de sortida del circuit.. Amb el desenvolupament gradual de dispositius d'alta freqüència i de baix preu, com ara transformadors electrònics, el cost de producció dels transformadors de freqüència de potència ha augmentat relativament, i el cost de producció de plaques de circuit dissenyades per a aquest sistema també ha augmentat en conseqüència.
4 Conclusió
A través de l'anàlisi anterior, l'estructura del circuit i les característiques de la font d'alimentació de l'inversor de freqüència d'alimentació s'introdueixen de manera exhaustiva. Aquest circuit dissenyat combina les funcions avançades dels dispositius digitals i la funció d'aïllament del transformador de freqüència d'alimentació per aconseguir el propòsit d'un disseny de circuits senzill i fiable..