انواع اینورترها بر اساس PWM

انواع اینورترها بر اساس PWM:
خروجی اینورتر یک سیگنال موج مربعی است و این سیگنال برای بار استفاده نمی شود. روش مدولاسیون پهنای پالس (PWM) برای کنترل ولتاژ خروجی AC به کار می رود.

این روش کنترلی با کنترل مدت زمان ON و OFF کلیدها انجام می شود. در روش PWM دو سیگنال استفاده می شود:

یکی سیگنال مرجع برای و دیگری سیگنال حامل مثلثی. پالس گیت سوئیچ ها با مقایسه این دو سیگنال تولید می شود.

روش های مختلفی برای مدولاسیون پهنای پالس وجود دارد:

• مدولاسیون پهنای پالس منفرد (SPWM).
• مدولاسیون پهناسی پالس چندگانه (MPWM).
• مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (SPWM).
• مدولاسیون پهنای پالس سینوسی اصلاح شده (MSPWM).

در ادامه، این روش ها را توضیح می دهیم.

اینورترهای مدولاسیون پهنای پالس تکی (SPWM):
در هر نیم سیکل، تنها پالس در این روش کنترل موجود است. سیگنال مرجع سیگنال موج مربعی و سیگنال حامل یک سیگنال موج مثلثی است.

پالس گیت سوئیچ ها با مقایسه سیگنال مرجع و سیگنال حامل ایجاد می شود. فرکانس ولتاژ خروجی توسط فرکانس سیگنال مرجع کنترل می شود.

دامنه سیگنال مرجع Ar و دامنه سیگنال حامل Ac است، پس می توان شاخص مدولاسیون را Ar/Ac تعریف کرد. ضعف اصلی این روش، محتوای هارمونیکی بالای آن است.

اینورترهای مدولاسیون پهنای پالس چندگانه (MPWM):
عیب روش مدولاسیون پهنای پالس تکی توسط PWM چندگانه حل شده است. در این تکنیک به جای یک پالس، در هر نیم سیکل ولتاژ خروجی از چندین پالس استفاده می شود.

در این حالت، گیت با مقایسه سیگنال مرجع و سیگنال حامل ایجاد می شود.

فرکانس خروجی با کنترل فرکانس سیگنال حامل کنترل شده و از شاخص مدولاسیون برای کنترل ولتاژ خروجی استفاده می شود. تعداد پالس ها درهر نیم سیکل برابر باfc/(2f0) است که در آن، fc فرکانس سیگنال حامل و f0 فرکانس سیگنال خروجی است.

اینورترهای مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (SPWM):
این روش کنترل به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در هر دو روش بالا، سیگنال مرجع یک سیگنال موج مربعی است.

اما در این روش، سیگنال مرجع یک سیگنال سینوسی است. پالس گیت سوئیچ ها با مقایسه سیگنال مرجع موج سینوسی با موج حامل مثلثی ایجاد می شود.

پهنای هر پالس با تغییر دامنه موج سینوسی تغییر می کند. فرکانس شکل موج خروجی همانند فرکانس سیگنال مرجع است.

ولتاژ خروجی یک موج سینوسی است و ولتاژ RMS را می توان با شاخص مدولاسیون کنترل کرد. شکل موج حاصل از این مدولاسیون مانند شکل زیر است.

اینورترهای مدولاسیون پهنای پالس سینوسی اصلاح شده (MSPWN):
با توجه به مشخصه موج سینوسی، پهنای پالس را نمی توان با تغییر شاخص مدولاسیون در تکنیک SPWM تغییر داد.

به همین دلیل است که تکنیک MSPWN معرفی شده است. در این تکنیک، سیگنال حامل در فاصله 60 درجه اول و آخر هر نیم سیکل اعمال می شود.

به این ترتیب، ویژگی هارمونیک آن بهبود می یابد. مهم ترین مزیت این روش افزایش مؤلفه اساسی، کاهش تعداد قطعات سوئیچینگ و کاهش تلفات سوئیچینگ است. شکل موج این روش PWM در شکل زیر نشان داده شده است.

انواع اینورترها بر اساس تعداد سطوح خروجی:
انواع اینورترها بر اساس تعداد سطوح خروجی عبارتند از:

اینورترهای دو سطحی معمولی: این اینورترها فقط دارای سطح ولتاژی در خروجی هستند که ولتاژ پیک مثبت و ولتاژ پیک منفی است. اگر اینورتر سطح ولتاژ صفر نیز داشته باشد، به آن اینورتر دوسطحی می گویند.
اینورترهای چندسطحی: این اینورترها می توانند چندین ولتاژ در خروجی داشته باشند.