Eine einphasige Wechselrichterschaltung ist eine Art elektronische Stromausrüstung, die Gleichstromergie in Wechselstromergie umwandelt, die in den Feldern des elektrischen Stromversorgungssystems, der industriellen Steuerung, der Kommunikationsgeräte usw. häufig eingesetzt wird. In diesem Artikel wird das Kontrollprinzip der Einphasen-Wechselrichterschaltung ausführlich eingeführt, einschließlich seiner Grundzusammensetzung, des Arbeitsprinzips, der Kontrollstrategie, des Leistungsindex und der Anwendungsbereiche.
1. Die Grundzusammensetzung der einphasigen Wechselrichterschaltung
Die einphasige Wechselrichterschaltung besteht hauptsächlich aus den folgenden Teilen:
1.1 Gleichstromversorgung:Die Eingangsstromquelle der einphasigen Wechselrichterschaltung, die sich um eine Speicherbatterie, eine Solarpanel, eine Brennstoffzelle und so weiter handeln kann.
1.2 Wechselrichter:Die Schlüsselkomponente für die Umwandlung von Gleichstromleistung in Wechselstrom verwendet normalerweise die Topologie in voller Brücke oder Halbbrücke.
1.3 Filter:Wird verwendet, um die Hochfrequenzharmonischen des Wechselrichterausgangs herauszufiltern und die Qualität der Ausgangs -Wechselstromleistung zu verbessern.
1.4 Controller:Echtzeitkontrolle des Wechselrichters, die die Einstellung von Frequenz, Amplitude und Phase der Ausgangs-Wechselstromanpassung realisiert.
1.5 Schutzkreis:Wird verwendet, um den sicheren Betrieb der Wechselrichterschaltung unter abnormalen Bedingungen wie Überlast, Kurzschluss, Überhitzung usw. zu schützen.
2. Arbeitsprinzip der einphasigen Wechselrichterschaltung
Das Arbeitsprinzip der einphasigen Wechselrichterschaltung besteht darin, DC-Energie durch Wechselrichter in Wechselstromergie umzuwandeln. Der Wechselrichter übernimmt normalerweise die Topologie in voller Brücke oder halbbrücken, und sein Arbeitsprinzip lautet wie folgt:
2.1 Wechselrichter Vollbrücke:Es besteht aus vier Schaltgeräten, die S1, S2, S3 und S4 sind. Wenn S1 und S3 eingeschaltet sind und S2 und S4 ausgeschaltet sind, wird der obere Hälfte des Wechselstroms (AC) ausgegeben; Wenn S2 und S4 eingeschaltet sind und S1 und S3 ausgeschaltet sind, wird der untere Halbzyklus des Wechselstroms ausgegeben. Durch die Steuerung des Ein- und Ausschaltens der vier Schaltgeräte können die Frequenz und Amplitude des Ausgangswechselstroms eingestellt werden.
2.2 Wechselrichter für Halbbrücken:Es besteht aus zwei Schaltvorrichtungen, S1 und S2, die den oberen Halbzyklus des Wechselstroms (AC) beim Einschalten des S1 ausgeben und S2 ausgeschaltet ist, und der untere Halbzyklus von AC, wenn S2 eingeschaltet ist und S1 ausgeschaltet ist. Wechselrichter mit Halbbrücken haben eine geringe Ausgangsfähigkeit und werden normalerweise für Anwendungen mit geringer Leistung verwendet.
3.. Kontrollstrategien für einphasige Wechselrichterschaltungen
Die Kontrollstrategien für einphasige Wechselrichterschaltungen umfassen Folgendes:
3.1 Steuerung der Pulsbreite (PWM) (PWM):Die Regulierung der Amplitude und Frequenz des Ausgangswechselstroms wird durch Anpassen der Ein- und Ausschaltzeiten der Schaltgeräte realisiert. Die PWM -Steuerung hat die Vorteile der schnellen Reaktionsgeschwindigkeit, der hohen Kontrollgenauigkeit und einer guten Qualität der Ausgangswellenform.
3.2 Sinuswellenmodulation (SPWM) Kontrolle:Generieren Sie PWM -Kontrollsignale, indem Sie Sinuswellenreferenzsignale erzeugen und mit den tatsächlichen Ausgangssignalen vergleichen.
3.3 Space Vector Modulation (SVPWM) Steuerung:Durch die Anwendung der Kontrollmethode des Drei-Phasen-Wechselrichters auf einphasige Wechselrichter realisiert sie die genaue Kontrolle der Amplitude und Phase des Ausgangswechselstroms. Die SVPWM -Steuerung hat die Vorteile einer hohen Kontrollgenauigkeit und einer guten Qualität der Ausgangswellenform.
3.4 Vorhersagekontrolle:Die Echtzeitkontrolle des Wechselrichters wird durch Vorhersage des zukünftigen Zustands des Systems realisiert. Die prädiktive Kontrolle hat die Vorteile starker Robustheit und guter Anpassungsfähigkeit.
4. Leistungsindizes von einphasigen Wechselrichterschaltungen
Die Leistungsindizes der einphasigen Wechselrichterschaltung umfassen hauptsächlich die folgenden:
4.1 Ausgangsfrequenz:Die Frequenz des Wechselstromausgangs aus dem Wechselrichter, der normalerweise der Häufigkeit der Eingangs -Gleichstromversorgung entspricht.
4.2 Ausgangsamplitude:Die Amplitude des Ausgangswechsels des Wechselrichters, der durch die Kontrollstrategie angepasst werden kann.
4.3 Ausgangswellenformqualität:Die Wellenformqualität des Wechselstromausgangs aus dem Wechselrichter, einschließlich harmonischer Gehalt, Wellenformverzerrung und anderen Indikatoren.
4.4 Effizienz:Die Effizienz des Wechselrichters bei der Umwandlung der Gleichstromleistung in Wechselstrom, normalerweise zwischen 85%~ 95%.
4.5 Zuverlässigkeit:Die Zuverlässigkeit des Wechselrichters während des langfristigen Betriebs, einschließlich der Ausfallrate, der Lebenserwartung und anderer Indikatoren.
5. Anwendungsbereiche von einphasigen Wechselrichterschaltungen
Einphasige Wechselrichterschaltungen werden in den folgenden Feldern häufig verwendet:
5.1 Stromversorgungssystem:Wird für die Frequenzregulation, die Phasenregulation, die Reaktive Leistungskompensation und andere Anwendungen des Stromversorgungssystems verwendet.
5.2 Industriekontrolle:Wird für industrielle Automatisierungsgeräte, Motorantrieb, Stromverwaltung und andere Anwendungen verwendet.
5.3 Kommunikationsgeräte:Wird für die Stromversorgung der Kommunikationsbasisstation, des Rechenzentrums, der Satellitenkommunikation und anderer Geräte verwendet.
5.4 Haushaltsgeräte:Wird zur Stromumwandlung von Klimaanlagen, Kühlschränken, Waschmaschinen und anderen Haushaltsgeräten verwendet.
5.5 neue Energiesysteme:Wird für die Stromumwandlung und das Management neuer Energiesysteme wie Sonnenenergie und Windenergie verwendet.
Die einphasige Wechselrichterschaltung ist ein wichtiges elektronisches Leistungsgerät mit einer Vielzahl von Anwendungen.