Omvormer:

De omvormer is een elektrisch apparaat dat gelijkstroom (DC) omzet in wisselstroom (AC). De omvormer wordt gebruikt voor noodstroom in een woning. De omvormer wordt in sommige vliegtuigsystemen gebruikt om een deel van de gelijkstroom van het vliegtuig om te zetten in wisselstroom. De wisselstroom wordt voornamelijk gebruikt voor elektrische apparaten zoals lichten, radar, radio, motor en andere apparaten.

Omvormer op meerdere niveaus:

Tegenwoordig vereisen veel industriële toepassingen een hoog vermogen. Sommige apparaten in de industrie hebben echter een gemiddeld of laag vermogen nodig voor hun werking. Het gebruik van een krachtige bron voor alle industriële belastingen kan gunstig zijn voor sommige motoren die een hoog vermogen vereisen, terwijl het de andere belastingen kan beschadigen. Sommige middenspanningsmotoraandrijvingen en nutsvoorzieningen vereisen middenspanning. De multi-level omvormer is sinds 1975 geïntroduceerd als alternatief in situaties met hoog vermogen en middenspanning. De Multilevel-omvormer is als een omvormer en wordt gebruikt voor industriële toepassingen als alternatief in situaties met hoog vermogen en middenspanning.

Omvormer met meerdere niveaus

Algemeen DC-AC-omvormercircuit

De behoefte aan de multilevel-omzetter is om een hoog uitgangsvermogen te leveren vanuit de middenspanningsbron. Bronnen als batterijen, supercondensatoren, het zonnepaneel zijn middenspanningsbronnen. De multi-level omvormer bestaat uit meerdere schakelaars. In de omvormer met meerdere niveaus zijn de hoeken van de schakelaars van de opstelling erg belangrijk.

Typen omvormers met meerdere niveaus:

Omvormers met meerdere niveaus zijn drie typen.

Diode geklemde omvormer met meerdere niveaus
Vliegende condensatoren omvormer met meerdere niveaus
Cascaded H-bridge multilevel omvormer

Diode geklemde omvormer met meerdere niveaus:

“wat is een gyrosensor in mobiele telefoons? ”

Het belangrijkste concept van deze omvormer is het gebruik van diodes en levert de meerdere spanningsniveaus door de verschillende fasen naar de condensatorbanken die in serie staan. Een diode draagt een beperkte hoeveelheid spanning over, waardoor de spanning op andere elektrische apparaten wordt verminderd. De maximale uitgangsspanning is de helft van de DC-ingangsspanning. Het is het belangrijkste nadeel van de diode geklemde omvormer met meerdere niveaus. Dit probleem kan worden opgelost door de schakelaars, diodes, condensatoren te vergroten. Vanwege de problemen met het balanceren van de condensator zijn deze beperkt tot de drie niveaus. Dit type omvormers biedt een hoog rendement vanwege de fundamentele frequentie die wordt gebruikt voor alle schakelapparatuur en het is een eenvoudige methode van back-to-back stroomoverdrachtssystemen.

Bijv: 5-niveau diode geklemd multilevel inverter, 9-level diode geklemd multilevel inverter.

De 5-niveau diode geklemde multilevel-omvormer gebruikt schakelaars, diodes een enkele condensator wordt gebruikt, dus de uitgangsspanning is de helft van de ingangs-DC.
De 9-niveaus diode geklemde omvormer met meerdere niveaus gebruikt schakelaars, diodes condensatoren zijn twee keer zo groot als de 5-niveau diode geklemd omvormers. Dus de output is meer dan de input.

5-niveau diode geklemde omvormer met meerdere niveaus

Toepassingen van Diode Clamped Multilevel Inverter:

Statische var-compensatie
Motoraandrijvingen met variabele snelheid
Interconnecties van hoogspanningssystemen
Hoogspannings-DC- en AC-transmissielijnen

Vliegende condensatoren Multilevel-omvormer:

Het belangrijkste concept van deze omvormer is het gebruik van condensatoren. Het is een serieschakeling van door een condensator geklemde schakelcellen. De condensatoren geven de beperkte hoeveelheid spanning door aan elektrische apparaten. In deze inverter zijn de schakeltoestanden zoals in de diode geklemde inverter. Klemdiodes zijn bij dit type omvormers met meerdere niveaus niet nodig. De output is de helft van de DC-ingangsspanning. Het is een nadeel van de multi-level inverter met vliegende condensatoren. Het heeft ook de schakelredundantie binnen de fase om de vliegende condensatoren in evenwicht te brengen. Het kan zowel de actieve als de reactieve vermogensstroom regelen. Maar door het hoogfrequent schakelen zullen er schakelverliezen optreden.

EX: 5-niveau vliegende condensatoren multilevel inverter, 9-level vliegende condensatoren multilevel inverter.

Deze omvormer is dezelfde als die diode geklemde multi-omvormer
In deze omvormer worden alleen schakelaars en condensatoren gebruikt.

5-niveau vliegende condensatoren Omvormer met meerdere niveaus

Toepassingen van vliegende condensatoren Multilevel-omvormer

Inductiemotorbesturing met behulp van DTC-circuit (Direct Torque Control)
Statisch was generatie
Zowel AC-DC als DC-AC conversietoepassingen
Converters met harmonische vervorming
Sinusvormige stroomgelijkrichters

Cascaded H-Bridge Multilevel-omvormer:

De gecascadeerde H-bruid-omvormer met meerdere niveaus gebruikt condensatoren en schakelaars en vereist minder componenten op elk niveau. Deze topologie bestaat uit een reeks stroomconversiecellen en het vermogen kan eenvoudig worden geschaald. De combinatie van condensatoren en schakelaars wordt een H-brug genoemd en geeft voor elke H-brug de aparte DC-ingangsspanning. Het bestaat uit H-brug-cellen en elke cel kan de drie verschillende spanningen leveren, zoals nul, positieve DC en negatieve DC-spanningen. Een van de voordelen van dit type omvormer met meerdere niveaus is dat er minder componenten nodig zijn in vergelijking met diode-geklemde en vliegende condensator-omvormers. De prijs en het gewicht van de omvormer zijn lager dan die van de twee omvormers. Soft-switching is mogelijk door enkele van de nieuwe schakelmethoden.

Cascade-omvormers met meerdere niveaus worden gebruikt om de omvangrijke transformator te elimineren die nodig is in het geval van conventionele meerfasige omvormers, klemdiodes die vereist zijn in het geval van omvormers met diodeklemmen en vliegende condensatoren die vereist zijn in het geval van omvormers met vliegende condensatoren. Maar deze vereisen een groot aantal geïsoleerde spanningen om elke cel te voeden.

Vb: 5-H-brug multilevel-omvormer, 9- H-brug geklemd multilevel-omvormer.

Deze omvormer is ook dezelfde als die diode geklemde multi-omvormer.

5- H-Bridge-omvormer met meerdere niveaus

Toepassingen van Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter

Motoraandrijvingen
Actieve filters
Elektrisch voertuig rijdt
Gebruik van de gelijkstroombron
Arbeidsfactorcompensatoren
Back-to-back frequentieverbindingssystemen
Koppeling met hernieuwbare energiebronnen.

Voordelen van een omvormer met meerdere niveaus:

De multilevel-converter heeft verschillende voordelen, namelijk:

1. Common Mode-spanning:

De omvormers met meerdere niveaus produceren common-mode-spanning, waardoor de belasting van de motor wordt verminderd en de motor niet wordt beschadigd.

2. Invoerstroom:

Omvormers met meerdere niveaus kunnen ingangsstroom trekken met een lage vervorming

“verschil tussen laagdoorlaatfilter en hoogdoorlaatfilter ”

3. Schakelfrequentie:

De omvormer met meerdere niveaus kan werken met zowel fundamentele schakelfrequenties die een hogere schakelfrequentie en een lagere schakelfrequentie zijn. Opgemerkt moet worden dat de lagere schakelfrequentie een lager schakelverlies betekent en een hoger rendement wordt bereikt.

4. Minder harmonische vervorming:

Selectieve harmonische eliminatie techniek samen met de multi-level topologie resulteert in een lage totale harmonische vervorming in de uitgangsgolfvorm zonder gebruik van een filtercircuit.

Foto tegoed: