Střídač:

Střídač je elektrické zařízení, které převádí stejnosměrný proud (DC) na střídavý proud (AC). Střídač se používá pro nouzové záložní napájení v domácnosti. Střídač se používá v některých leteckých systémech k převodu části stejnosměrného proudu letadla na střídavý proud. Střídavý proud se používá hlavně pro elektrická zařízení, jako jsou světla, radary, rádio, motor a další zařízení.

Víceúrovňový střídač:

Mnoho průmyslových aplikací dnes vyžaduje vysoký výkon. Některá průmyslová zařízení však pro svůj provoz vyžadují střední nebo nízký výkon. Použití zdroje vysokého výkonu pro všechny průmyslové zátěže se může ukázat prospěšné pro některé motory vyžadující vysoký výkon, zatímco by mohlo dojít k poškození ostatních zátěží. Některé vysokonapěťové motorové pohony a průmyslové aplikace vyžadují střední napětí. Víceúrovňový střídač byl představen od roku 1975 jako alternativa v situacích vysokého výkonu a vysokého napětí. Víceúrovňový střídač je jako střídač a používá se pro průmyslové aplikace jako alternativa v situacích vysokého výkonu a vysokého napětí.

Víceúrovňový střídač

Obecný obvod střídače DC-AC

Potřeba víceúrovňového převodníku je poskytnout vysoký výstupní výkon ze zdroje vysokého napětí. Zdroje jako baterie, superkondenzátory, solární panel jsou zdroje vysokého napětí. Víceúrovňový střídač se skládá z několika spínačů. Ve víceúrovňovém střídači jsou úhly přepínačů uspořádání velmi důležité.

Typy víceúrovňového střídače:

Víceúrovňové střídače jsou tři typy.

Diodový upnutý víceúrovňový střídač
Létající kondenzátory víceúrovňový střídač
Kaskádový víceúrovňový střídač H-bridge

Diodový upínací víceúrovňový střídač:

“co je to dolní propust ”

Hlavním konceptem tohoto střídače je použití diod a poskytuje více úrovní napětí v různých fázích do kondenzátorových bank, které jsou v sérii. Dioda přenáší omezené množství napětí, čímž snižuje napětí ostatních elektrických zařízení. Maximální výstupní napětí je polovina vstupního stejnosměrného napětí. Je to hlavní nevýhoda víceúrovňového střídače s diodovým upínáním. Tento problém lze vyřešit zvětšením spínačů, diod, kondenzátorů. Kvůli problémům s vyvážením kondenzátorů jsou omezeny na tři úrovně. Tento typ střídačů poskytuje vysokou účinnost díky základní frekvenci používané pro všechna spínací zařízení a jedná se o jednoduchou metodu systémů přenosu energie zády k sobě.

Příklad: 5úrovňový diodový klešťový víceúrovňový střídač, 9úrovňový diodový klešťový víceúrovňový měnič.

Víceúrovňový střídač s upínáním na 5 diod používá spínače, diody používají jeden kondenzátor, takže výstupní napětí je polovina vstupního DC.
Víceúrovňový střídač se spínacími diodami s devíti úrovněmi používá spínače, diodové kondenzátory jsou dvakrát vyšší než pětipodlažní měniče se spínacími diodami. Takže výstup je více než vstup.

5stupňový víceúrovňový střídač s diodou

Aplikace víceúrovňového invertoru s diodovými svorkami:

Statická kompenzace var
Motorové pohony s proměnnými otáčkami
Propojení systému vysokého napětí
Vysokonapěťové stejnosměrné a střídavé přenosové vedení

Létající kondenzátory Víceúrovňový invertor:

Hlavní koncepcí tohoto střídače je použití kondenzátorů. Jedná se o sériové připojení spínacích článků upnutých kondenzátorem. Kondenzátory přenášejí omezené množství napětí na elektrická zařízení. V tomto střídači jsou spínací stavy podobné jako v diodově upnutém střídači. Upínací diody nejsou u tohoto typu víceúrovňových střídačů vyžadovány. Výstup je polovina vstupního stejnosměrného napětí. Je to nevýhoda víceúrovňového invertoru létajících kondenzátorů. Má také přepínací redundanci ve fázi pro vyvážení létajících kondenzátorů. Může řídit tok aktivního i jalového výkonu. Ale díky vysokofrekvenčnímu přepínání dojde ke spínacím ztrátám.

EX: Víceúrovňový střídač s 5 úrovněmi létajících kondenzátorů, víceúrovňový střídač s 9 úrovněmi létajících kondenzátorů.

Tento střídač je stejný jako diodový kleště s více střídači
V tomto střídači se používají pouze spínače a kondenzátory.

5úrovňové létající kondenzátory Víceúrovňový invertor

Aplikace víceúrovňového invertoru Flying Capacitors

Ovládání indukčního motoru pomocí obvodu DTC (Direct Torque Control)
Statická byla generace
Aplikace pro převod AC-DC i DC-AC
Převaděče s možností harmonického zkreslení
Usměrňovače sinusového proudu

Kaskádový víceúrovňový střídač H-Bridge:

Kaskádový víceúrovňový střídač H-bride má používat kondenzátory a spínače a vyžaduje menší počet komponent v každé úrovni. Tato topologie se skládá z řady článků pro přeměnu energie a výkon lze snadno škálovat. Kombinace dvojice kondenzátorů a spínačů se nazývá H-můstek a poskytuje samostatné vstupní stejnosměrné napětí pro každý H-můstek. Skládá se z článků H-můstku a každý článek může poskytovat tři různá napětí, jako je nulové, kladné stejnosměrné a záporné stejnosměrné napětí. Jednou z výhod tohoto typu víceúrovňového měniče je, že potřebuje menší počet komponent ve srovnání s měniči s diodovými svorkami a létajícími kondenzátory. Cena a hmotnost střídače jsou nižší než u obou střídačů. Měkké přepínání je možné u některých nových způsobů přepínání.

Víceúrovňové kaskádové měniče se používají k eliminaci objemného transformátoru požadovaného v případě konvenčních vícefázových měničů, upínacích diod v případě diodových upínacích měničů a volných kondenzátorů v případě střídavých kondenzátorů. To ale vyžaduje velké množství izolovaných napětí pro napájení každého článku.

Příklad: Víceúrovňový střídač s 5 můstky, víceúrovňový střídač se svorkami s 9 můstky.

Tento střídač je také stejný jako diodový kleště s více střídači.

5- Víceúrovňový střídač H-Bridge

Aplikace kaskádového víceúrovňového střídače H-Bridge

Motorové pohony
Aktivní filtry
Pohon elektrických vozidel
Využití stejnosměrného zdroje energie
Kompenzátory účiníku
Systémy frekvenčních spojů zády k sobě
Propojení s obnovitelnými zdroji energie.

Výhody víceúrovňového střídače:

Víceúrovňový převodník má několik výhod, to je:

“jak udělat dělení napětí ”

1. Napětí společného režimu:

Víceúrovňové střídače produkují napětí v běžném režimu, čímž snižují napětí motoru a nepoškozují motor.

2. Vstupní proud:

Víceúrovňové střídače mohou odebírat vstupní proud s nízkým zkreslením

3. Spínací frekvence:

Víceúrovňový střídač může pracovat na základních spínacích frekvencích, které jsou vyšší spínací frekvence a nižší spínací frekvence. Je třeba poznamenat, že nižší spínací frekvence znamená nižší spínací ztrátu a vyšší účinnost.

4. Snížené harmonické zkreslení:

Technika selektivní eliminace harmonických spolu s víceúrovňovou topologií vede k tomu, že celkové harmonické zkreslení je ve výstupním průběhu nízké bez použití jakéhokoli filtračního obvodu.

Fotografický kredit: