Apa itu Inverter Jembatan Penuh: Bekerja & Aplikasinya

Inverter adalah perangkat listrik yang mengubah suplai input DC menjadi tegangan AC simetris dengan besaran dan frekuensi standar pada sisi output. Itu juga disebut sebagai Konverter DC ke AC . Input dan output inverter yang ideal dapat direpresentasikan baik dalam bentuk gelombang sinusoidal maupun non-sinusoidal. Jika sumber masukan ke inverter adalah sumber tegangan, maka inverter disebut sebagai sumber tegangan inverter (VSI) dan jika sumber masukan ke inverter adalah sumber arus maka disebut sumber arus inverter (CSI) . Inverter diklasifikasikan menjadi 2 jenis sesuai dengan jenis beban yang digunakan yaitu, Fase tunggal inverter, dan inverter tiga fase. Inverter satu fasa selanjutnya diklasifikasikan menjadi 2 jenis inverter setengah jembatan dan inverter jembatan penuh. Artikel ini menjelaskan detail konstruksi dan cara kerja inverter full-bridge.

Apa itu Inverter Jembatan Penuh Fase Tunggal?

Definisi: Inverter full bridge single phase adalah perangkat switching yang menghasilkan tegangan keluaran AC gelombang persegi pada aplikasi masukan DC dengan mengatur saklar ON dan OFF berdasarkan urutan switching yang sesuai, dimana tegangan keluaran yang dihasilkan berupa bentuk + Vdc , -Vdc, Atau 0.

Klasifikasi Inverter

Inverter diklasifikasikan menjadi 5 jenis yaitu

Sesuai dengan karakteristik keluaran

• Inverter gelombang persegi
• Inverter gelombangnya
• Modifikasi inverter gelombang sinus.

Menurut sumber inverter

• Inverter sumber arus
• Inverter sumber tegangan

Menurut jenis bebannya

Inverter satu fase

• Inverter setengah jembatan
• Inverter jembatan penuh

Inverter tiga fase

• Mode 180 derajat
• Mode 120 derajat

Menurut teknik PWM yang berbeda

• Sederhana modulasi lebar pulsa (SPWM)
• Modulasi lebar pulsa ganda (MPWM)
• Modulasi lebar pulsa sinusoidal (SPWM)
• Modulasi lebar pulsa sinusoidal yang dimodifikasi (MSPWM)

Menurut jumlah level output.

• Inverter 2 level biasa
• Inverter multi level.

Konstruksi

Konstruksi full bridge inverter terdiri dari 4 buah chopper dimana masing-masing chopper terdiri dari sepasang a transistor atau thyristor dan a dioda , pasangkan terhubung bersama

• T1 dan D1 dihubungkan secara paralel,
• T4 dan D2 dihubungkan paralel,
• T3 dan D3 dihubungkan secara paralel, dan
• T2 dan D4 dirangkai paralel.

Sebuah beban V0 dihubungkan antara sepasang helikopter di 'AB' dan terminal ujung T1 dan T4 dihubungkan ke sumber tegangan VDC seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Diagram Sirkuit Inverter Satu Fasa Jembatan Penuh

Rangkaian ekivalen dapat direpresentasikan dalam bentuk sakelar seperti yang ditunjukkan di bawah ini

Persamaan Arus Dioda

Pengerjaan Inverter Jembatan Penuh Fase Tunggal

Pengerjaan jembatan penuh fase tunggal menggunakan Beban RLC inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan skenario berikut

Overdamping dan Underdamping

Dari grafik pada 0 ke T / 2 jika kita menerapkan eksitasi DC ke beban RLC. Arus beban keluaran yang didapat berada dalam bentuk gelombang sinusoidal. Karena beban RLC digunakan, reaktansi beban RLC direpresentasikan dalam 2 kondisi sebagai XL dan XC

Codition1: Jika XL> XC, itu bertindak seperti beban lagging dan disebut sebagai sistem overdamp dan

Kondisi2: Jika XL

Bentuk Gelombang Inverter Jembatan Penuh

Sudut Konduksi

Sudut konduksi masing-masing beralih dan setiap dioda dapat ditentukan menggunakan bentuk gelombang V0 dan I0.

Pada Kondisi Beban Lagging

Kasus 1: Dari φ ke π, V0> 0 dan I0> 0 kemudian saklar S1, S2 bekerja
Kasus2: Dari 0 sampai φ, V0> 0 dan I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Kasus3: Dari π + φ hingga 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Kasus4: Bentuk π menjadi π + φ, V0 0 lalu dioda D3, D4 bekerja.

Pada Kondisi Beban Terkemuka

Kasus 1: Dari 0 ke π - φ, V0> 0 dan I0> 0 kemudian saklar S1, S2 bekerja

Kasus2: Dari π - φ sampai π, V0> 0 dan I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Kasus3: Dari π hingga 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Kasus4: Bentuk 2 π - φ sampai 2 π, V0 0 lalu dioda D3, D4 bekerja

Kasus 5: Sebelum φ ke 0, D3, dan D4 melakukan.

Oleh karena itu sudut konduksi setiap dioda adalah 'Phi' dan sudut konduksi masing-masing Thyristor atau Transistor adalah “Π - φ”.

Pergantian Paksa dan Pergantian Diri

Situasi Pergantian Diri Dapat Diamati dalam Kondisi Beban Terdepan

Dari grafik tersebut, kita dapat mengamati bahwa 'φ ke π - φ', S1 dan S2 berjalan dan setelah 'π - φ', D1, D2 berjalan, pada titik ini, penurunan tegangan maju pada D1 dan D2 adalah 1 Volt. Dimana S1 dan S2 menghadapi tegangan negatif setelah “π - φ” dan S1 dan S2 mati. Karenanya pergantian diri dimungkinkan dalam kasus ini.

Bentuk Gelombang Inverter Jembatan Penuh

Situasi Pergantian Paksa dapat Diamati dalam Kondisi Beban Tertinggal

Dari grafik tersebut, kita dapat mengamati bahwa “o ke φ”, D1 dan D2 berjalan, dan dari π ke φ, S1, dan S2 melakukan dan dihubung pendek. Setelah “φ” D3 dan D4 berjalan hanya jika S1 dan S2 dimatikan, tetapi kondisi ini hanya dapat dipenuhi dengan memaksa S1 dan S2 mati. Makanya, kami menggunakan konsep forced beralih .

Rumus

1). Sudut konduksi setiap dioda adalah Phi

2). Sudut konduksi setiap Thyristor adalah π - φ .

3). Pergantian mandiri hanya mungkin dilakukan pada beban faktor daya utama atau sistem underdamped pada saat sirkuit mati t_c= φ / w_{0 .}Dimana w0 adalah frekuensi fundamental.

4). Seri Fourier V.₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^Sebuah[4 V_DC/ nπ] Dosa n w₀t

5). saya₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^Sebuah[4 V_DC/ nπ l z_nl] Dosa w₀t + φ_n

6). V._01maks= 4 V_dc/ Pi

7). saya_01maks= 4 V_dc/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^dua+ (n w₀L - 1 / n w₀C) dimana n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= jadi^-1[( / R]

10). Faktor perpindahan fundamental F_DF= cos Phi

11). Persamaan arus dioda I_Ddan bentuk gelombang diberikan sebagai berikut

saya_{D01 (rata-rata)}= 1 / 2π [∫₀^Phisaya_{01 maks}Dosa (w₀t - φ₁)] dwt

saya_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^Phisaya₀₁^dua_maksTanpa^dua(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Persamaan Arus Dioda

12). Sakelar atau persamaan arus thyristor I_Tdan bentuk gelombang diberikan sebagai berikut

saya_{T01 (rata-rata)}= 1 / 2π [∫_Phi^Pisaya_{01 maks}Dosa (w₀t - φ₁)] dwt

saya_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_Phi^Pisaya₀₁^dua_maksTanpa^dua(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Bentuk Gelombang Thyristor

Keuntungan dari Inverter Jembatan Penuh Fase Tunggal

Berikut ini adalah kelebihannya

• Tidak adanya fluktuasi tegangan di sirkuit
• Cocok untuk tegangan input tinggi
• Hemat energi
• Peringkat saat ini dari perangkat daya sama dengan arus beban.

Kekurangan Inverter Jembatan Penuh Fase Tunggal

Berikut ini adalah kekurangannya

• Efisiensi inverter jembatan penuh (95%) kurang dari setengah inverter jembatan (99%).
• Kerugian tinggi
• Kebisingan tinggi.

Aplikasi Inverter Jembatan Penuh Fase Tunggal

Berikut ini adalah aplikasinya

• Berlaku dalam aplikasi seperti gelombang persegi contoh daya rendah dan sedang / gelombang kuasi persegi tegangan
• Gelombang sinusoidal yang terdistorsi digunakan sebagai input dalam aplikasi daya tinggi
• Menggunakan perangkat semikonduktor daya berkecepatan tinggi, konten harmonik pada keluaran dapat dikurangi PWM teknik
• aplikasi lain seperti AC motor variabel , Pemanasan perangkat induksi , bersiap Sumber Daya listrik
• Pembalik Surya
• kompresor, dll

Jadi, inverter adalah perangkat listrik yang mengubah suplai input DC menjadi tegangan AC asimetris dengan besaran dan frekuensi standar di sisi output. Berdasarkan jenis bebannya, inverter satu fasa diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu inverter setengah jembatan dan inverter jembatan penuh. Artikel ini menjelaskan tentang inverter satu fasa jembatan penuh. Ini terdiri dari 4 thyristor dan 4 dioda yang bersama-sama bertindak seperti sakelar. Bergantung pada posisi sakelar, inverter jembatan penuh beroperasi. Keuntungan utama dari jembatan penuh lebih dari setengah jembatan adalah bahwa tegangan keluaran adalah 2 kali tegangan masukan dan daya keluaran adalah 4 kali dibandingkan dengan inverter setengah jembatan.