دانلود پروژه آماده: اینورتر و طراحی مدار آن

مبدلهای جریان مستقیم به متناوب با نام اینورتر شناخته میشود. وظیفه یک اینورتر تبدیل یک ولتاژ ورودی مستقیم به یک ولتاژ خروجی متناوب و متقارن با دامنه و فرکانس مورد نظر است. ولتاژ خروجی میتواند در فرکانس ثابت یا متغییر، مقداری ثابت یا متغییر داشته باشد. ولتاژ خروجی را میتوان با تفییر ولتاژ ورودی مستقیم و ثابت نگاه داشتن بهره اینورتر به دست آورد. از طرفی ، اگر ولتاژ ورودی مستقیم ثابت بوده و قابل کنترل نباشد، میتوان با تغییر بهره اینورتر، یک ولتاژ متغییر را در خروجی بدست آورد. که این عمل معمولا به وسیله کنترل مدولاسیون پهنای (pwm) در داخل اینورتر صورت گیرد. بهره اینورتر را میتوان برابر با نسبت ولتاژ متناوب خروجی به ولتاژ مستقیم ورودی تعریف کرد.

شکل موجهای ولتاژ خروجی در اینورترهای ایده آل باید سینوسی باشد با این حال در اینورترهای علمی این شکل موجها غیر سینوسی بوده و داراری یک سری هارمونیکهای مشخص میباشد. در کاربردهای توان متوسط و توان پایین، ولتاژهای مربعی و یا تقریبا مربعی ممکن است قابل قبول باشد ولی در کاربردهای توان بالا، به موجهای سینوسی با اعوجاح بسیار کم نیاز است. با در اختیار داشتن قطعات نیمه هادی قدرت سریع، میتوان با استفاده از روشهای کلید زنی، هارمونیکهای ولتاژ خروجی را به نحو چشمگیری کاهش داد.

کاربرد اینورترها در صنعت:

اینورترها به طور گسترده ای در صنعت بکار میروند (مثل گردانندهای موتورهای as با دور متغییر، گرم کنندگی القایی، منابع تغذیه کمکی و منابع تغذیه بدون وقفه). ورودی اینورتر ممکن است یک باتری، سلول زغالی، سلول خورشیدی و یا هر منبع مستقیم دیگری باشد. خروجی اینورترهای تکفاز معمولا برابر ۱۲۰ ولت در فرکانس ۶۰ هرتز، ۲۲۰ ولت در فرکانس ۵۰ هرتز و ۱۱۵ ولت در فرکانس ۴۰۰ هرتز است. در سیستمهای سه فاز توان بالا، خروجیهای معمول عبارتند از ۳۸۰/۲۲۰ ولت در فرکانس ۵۰ هرتز، ۲۰۸/۱۲۰ ولت در فرکانس ۶۰ هرتز و ۲۰۰/۱۱۵ ولت در فرکانس ۴۰۰ هرتز.

دسته بندی اینورترها از لحاظ کارکرد:

اینورترها را میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد: ۱- اینورترهای تکفاز ۲- اینورترهای سه فاز، هر دسته، میتواند بسته به نوع کاربرد از عناصر روشن کننده و خاموش کننده کنترل شده (مثل BJT ها،  MOSFET ها، IGBT ها،  MCTها،SIT  ها و GTO ها) و یا تریستورهای با کموتاسیون اجباری استفاده کند. این اینورترها معمولا از سیگنالهای کنترل PWM برای تولید ولتاژ خروجی متناوب استفاده می کنند. اگر ولتاژ ورودی اینورتر ثابت باشد، اینورتر به نام اینورتر تغذیه شونده با ولتاژ و در صورتی که جریان ورودی ثابت نگه داشته شود به نام اینورتر تغذیه شونده با جریان خوانده میشود و اگر ولتاژ ورودی قابل کنترل باشد، اینورتر با اتصال ds متغییر نامیده میشود.

پارامترهای کارایی اینورتر:

۱-      ضریب هارمونیک برای هارمونیک n ام ، hf

۲-      اعوجاج هارمونیک کل THD

۳-      ضریب اعوجاج THD.DF

۴-      هارمونیک پایین ترین مرتبه LOH

روشهای کنترل ولتاژ اینورترهای تکفاز وسه فاز:

در بسیاری از کاربردهای صنعتی اغلب لازم است که ولتاژ خروجی اینورترها برای غلبه بر تغییرات ولتاژ dc ورودی، برای تنظیم ولتاژ اینورترها و برای براورده کردن احتیاجات دائمی کنترل ولتاژ / فرکانس، کنترل شود. روشهای مختلفی برای تغییر دادن بهره اینورتر وجود دارد. موثرترین روش برای کنترل بهره (و ولتاژ خروجی) بکارگیری کنترل مدولاسیون پهنای پالس (pwm) در داخل اینورترها است. روشهای رایج عبارتند از:

۱-      مدولاسیون پهنای پالس منفرد

۲-      مدولاسیون پهنای پالس چند گانه

۳-      مدولاسیون پهنای پالس سینوسی

۴-      مدولاسیون پهنای پالس سینوسی بهبود یافته

۵-      کنترل جابجایی فاز

و  یک اینورتر سه فاز را میتوان به صورت سه اینورتر تکفاز که خروجی هر یک به اندازه ۱۲۰ درجه شیفت داده شده است در نظر گرفت.

  در ادامه سرفصلهای این پروژه…

فصل اول: اینورتر

مقدمه

کاربرد اینورتر در صنعت

درسته بندی اینورترها از لحاظ کارکرد

اصول کار مدارات اینورتری

پارامترهای کارایی اینورتر

اصول کار اینورترهای پل تکفاز

اصول کار اینورترهای سه فاز

هدایت ۱۸۰ درجه ای

هدایت ۱۲۰ درجه ای

روشهای کنترل ولتاژ اینورترهای تکفاز و سه فاز

روشهای مدولاسیون پیشرفته

اینورترهای پل تکفاز

اینورتر پل سه فاز

قدرت برگشتی اینورتر

کم کردن هارمونیک در اینورتر

اینورترهای تریستوری با کموتاسیون اجباری

اصول کار اینورترهای منبع جریانی

کاربرد اینورترها با تغذیه جریان در صنعت

عملکرد کلی اینورترها منبع جریان

حالت عملکرد اینورتر

نکاتی که در طراحی مدار اینورتر باید مد نظر باشد

اسنابرها

اسنابرهای مربوط به IGBT ها

بازیافت انرژی از اسنابرها

روشهای PWM برای اینورتر ولتاژ

روشهای کنترل ولتاژ

فصل دوم: عملکرد آی سی Hcpl-316j

تشریح اطلاعات Hcpl-316j

خرابی مدار نمونه مدار سوییچ IGBT را محافظت میکند

شرح عملیات در طول حالت خرابی

کنترل خارجی

شرح مرور محصول

نکته ها

درخواست نمونه یا عملکرد نمونه

معرفی شناسایی و محافظ خرابی

اطلاعات درخواستی ها

مدار درخواست پیشنهادی

توصیف عملکرد زمانی

عملکرد زمان

وضعیت غیر صحیح

بازدارندگی

تخلیه سوییچ IGBT آهسته در طول حالت خرابی

زمان آزمایشی آشکارسازی Desat اشتباه

نمودار مدار عملکردی

IC ورودی

IC خروجی

خاموش کردن موضعی، و بازشناسی موضعی

خاموش کردن

بازنشانی خودکار

بازنشانی پس از یک حالت اشتباه

فصل سوم: طراحی یک مدار اینورتر

بلوک دیاگرام مداراینورتر

شماتیک مداراینورتر

فیلم مدار چاپی

تصویری از اینورتر مونتاژ شده

برنامه راه اندازی AVR

اطلاعاتی در مورد میکروکنترلرهای AVR

فصل چهارم: برگه های اطلاعاتی

Hcpl-316j

Optic Copller

IBGT 6mbi15L-120

DC-DC Convertor

ADC 0820

Snubber Circuit

مراجع