ساخت اینورتر سینوسی خالص - Pure Sine Wave Inverter

[arvinfx]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

2 تا ICL8038 خریدم ببینم میشه اون SPWM رو تولید کرد باهاشون که پایدار خوبی هم داشته باشه!

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

بستگی به میزان سلف مدار هم داره نمیدونم ، ولی هر چی لف بزرگتر باشه این مشکل کمتر میشه چون امپدانسش جلوی عبور جریان بالا رو میگیره. البته آقای جبرئیلی اصولی تر میدونن که چی میشه که اینطوری میشه...

ممنون آروین جان

پس میشه نتیجهگیری کرد که هر چی فرکانس SPWM کمتر باشه و در نتیجه سلف بزرگتر بسته بشه , مشکل بار خازنی کمتر میشه؟

پ.ن: در مدلهایه قدیمی مبدل 12 به 220 که به صورت ترانسی یا همان خطی بودند , این مشکل بار خازنی وجود داشت(چون سیستمشون به این صورت بود که ابتدا DC به AC سینوسی تبدیل و بعد با ترانس بزرگ به ولتاژ بالا میرسید...)؟

[arvinfx]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

ممنون آروین جان

پس میشه نتیجهگیری کرد که هر چی فرکانس SPWM کمتر باشه و در نتیجه سلف بزرگتر بسته بشه , مشکل بار خازنی کمتر میشه؟

امپدانس مدار باید از یه حدی بیشتر بشه جوری که اگر خازن بیشتر شد ( چون بار روی خازنه) جریان زیاد نشه. برای اینکار باید سلف بزرگ باشه. بازم عباس آقا باید حرف منو تائیید کنه

پ.ن: در مدلهایه قدیمی مبدل 12 به 220 که به صورت ترانسی یا همان خطی بودند , این مشکل بار خازنی وجود داشت(چون سیستمشون به این صورت بود که ابتدا DC به AC سینوسی تبدیل و بعد با ترانس بزرگ به ولتاژ بالا میرسید...)؟

من یه همچین سیستمی ندیدم! همشون مربعی بودن

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

من یه همچین سیستمی ندیدم! همشون مربعی بودن

چرا بود آروین , اگر بتونم عکسشو تو اینترنت پیدا کنم برات میزارم (سینوسی خالص هم بود)

---

اضافه شده در تاریخ :
این مدل جدیدشه ولی خیلی سال پیش هم یک مدل آلمانیشو دیده بودم روش نوشته بود سینوسی رنگ بدنش هم زرد بود :mrgreen: باید جناب جبراییلی حدود 15 -20 سال پیش و اینورترهایه اون زمانو یادشون باشه ...

http://www.pta-co.com/?cat=22

[arvinfx]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

من شواهدی پیدا نکردم که 50 هرتز سینوسی رو با ولتاژ پایین بده به ترانس. ولی خوب غیر ممکن نیست...

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

من شواهدی پیدا نکردم که 50 هرتز سینوسی رو با ولتاژ پایین بده به ترانس. ولی خوب غیر ممکن نیست...

آروین خان این که اول 50 هرتز تولید کنه و بعد بده به ترانس... من اطلاعی در مورد داخلش ندارم
اون زمان هم که دیدم و فکر کنم در تاسیسات یک سازمان دیدمش , من خیلی بچه بودم و اطلاعاتی در این باره نداشتم (حالا هم چیزی بلد نیستم :mrgreen

[عباس جبراییلی]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

با سلام-اگر اینورتر برای مدار هایی مانند کامپیوتر و یا کلا مدار هایی که در ورودیشان دارای پل دیود و خازن هستند و یا مدار هایی که امپدانس خازنی دارند استفاده شود این مشکل بوجود میاید و علت ان هم این است که در پروسه تولید اس پی دبیلیو ام که اساس ان مقایسه یک نیم سیکل ولتاژ سینوسی با یک موج دندانه اره ای و یا گاهی اوقات موج مثلثی و ایجاد مقداری تغییرات در دیوتی سایکل شکل موج حاصل با استفاده از مدار های منطقی تا دیوتی سایکل شکل موج ایجاد شده بیشتر از 50 درصد در هر پالس نشود است در زمانی که نیم سیکل سینوسی به پیک خودش میرسدو دامنه ولتاژ به نوک موج مثلثی نزدیک میشود عرض پالسهای ایجاد شده به شدت باریک شده و دیوتی سایکل هر پالس در طول کل پریود سینوسی گاهی از اوقات به کمتر از 5 درصد هم میرسد و حتی ممکن است مدار درایو انها را ندیده و حذف کند .در چنین حالتهایی که دیوتی بسیار کم است و در جریانهای زیاد فیلتر موجود در سر راه اس پی دبیلیو ام قدرت نمیتواند بدرستی عمل کرده و شکل موج سینوسی اعوجاج پیدا میکند برای حل ان یا باید مقدار سلف را خیلی بزرگ انتخاب نمایید و یا تغییر روش داده و از روشهای دیگر برای ایجاد سینوسی در قدرت استفاده شود.

[arvinfx]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

استاد شما برای تست اینورتور سینا جان چه خازنی پیشنهاد میکنی؟ میخاد بره با اسکپ شکل موجشو ببینه

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

جناب جبراییلی چه روشی به نظر شما برایه تولید موج سینوسی مناسبتر است تا این مشکلات رفع شود؟ آیا فقط همان حالت چهارم که در چند پست قبل به آن اشاره کردید؟ساختش سخت است؟

اگر مبدل 12 به 220 ترانسی بسازیم ( با این که بازده کمی دارد و اندازهای بزرگ) آیا این مشکل حل میشود؟یا با مدلهایه سوئچینگ فرقی ندارند و مشکل مشترک است؟

فرکانس SPWM را تا چه اندازه پایین بیاریم و سلف را تا چه اندازه بزرگ کنیم (در فیلتر LC ) تا مشکل حدعقل برایه لامپ کم مصرف و آداپتورهایه سوایچینگ که به عنوان مصرف کننده به اینورتر وصل میکنیم(بار خازنی) , حل شود؟ :redface:

یا امکان دارد که اندازه خازن فیلتر LC را افزایش دهیم و مشکل حل شود...

[عباس جبراییلی]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

برای سوال خازن باید مشخصات و توان اینورتر را بدانیم برای سوال روش مناسب؟قبلا گفته شد که روشهای بسیار زیادی وجود دارد و من تنها به چند تا اشاره کردم و نمیدانم که اینورتر شما از کدام روش استفاده کرده است.

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

به این صورت که من متوجه شدم در یک جمعبندی کلی از اینورترهایه آماده موجود در بازار:

1- اینورترهایه مربعی و شبه سینوسی برایه بارهایه مقاومتی مثل لامپ رشتهای و بخاری برقی مناسب بوده و برایه بارهایه خازنی وسلفی و دیود (نیمه هادی ها) مشکل ساز خواهند بود و در بلند مدت به آنها صدمه میزنند

2- اینورترهایه سینوسی نیز برایه بارهایه مقاومتی (مثل لامپ) و بارهایه سلفی مثل موتور کولر - کم÷رسور یخچال و کولر گازی -واترپمپها... قابل استفاده هستند و هنوز مشکل بارهایه خازنی و دیود مثل آداپتورها - تلویزیون - ریسیورها-مودمها
لپتاب - پرینتر - لامپ کم مصرف - انواع DC to DC و مدارهایه سوئیچینگ ... در آنها رفع نشده و مانند شبه سینوسی و مربعی در آنها (در بلد مدت) مشکل به وجود می آورند.
پس میشه گفت استفاده اصلی اینورترهایه سینوسی برایه موتورها میباشد...

این عرایض بنده درست هستند یا خیر؟

---

اضافه شده در تاریخ :

برای سوال خازن باید مشخصات و توان اینورتر را بدانیم

جناب جبرایی مثلا اگر بخواهیم یک اینورتر 500 وات با دوستان در همین تاپیک طراحی کنیم , بهترین روش و راحت ترین که ما بیسوادها هم بتونیم از پس اون بر بیایم , چی هست؟
اگر جوابتان همان روش H بریج و فیلتر LC است , برایه رفع مشکل خارن و دیود چه عملی باید انجام دهیم؟ فرکانس پیشنهاده SPWM و H بریج و فیلتر LC پیشنهادی شما چیست؟

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

آروین خان یک تستی کردم رویه اینورتر کوتک 200 وات :
نمیدنم چرا شما نوشته بودید ترانس لامپ مهتابیو تست کنم ؟ در ترانس مهتابی خازنی به کار نرفته و خود مهتابی هم یک لامپ آرک الکتریکی هست (تا جایی که من میدونم)؟

اما با لامپ کم مصرف تست کردم و تستم با صدایه ویز ویز حاصل از سلف فیلتر LC اینورتر بود
با نتیجه ای که قبلا گرفتیم و این که کوتک اومده و فرکانس SPWM را کاهش داده و در نتیجه اندازه سلف را افزایش داده
تا بارهایه خازنی را تا حدی بتونه کنترل کنه و مشکلاتی که جناب جبرایی فرمودند به وجود نیاد
دقیقا به همین صورته : چرا؟
چون سازندگان چشم بادامی ما اومدن فکر کردند که بیشتر استفاده اینورتر سینوسی برایه موتورها و یا همان بار سلفی است
خوب حال گاهی فردی یک آداپتور گوشی و یا لپتاپ هم به آن متصل میکنه , پس برای زیر 20 وات (من فکر میکنم) اومدن مشکلو حل کردن ولی برایه بالاتر از اون مقدار , مشکل وجود داره
من یک لامپ کم مصرفو به عنوان بار خازنی در نظر گرفتم:
مدل 12 واتش هیچ مشکلی نداشت و ویز ویز هیچ تغییری نمیکرد
ولی لامپ کم مصرف 25 وات در داخل اینورتر , صدایه ویز ویز کمی تغییر صدا داد
ولی خاموش نشد...
نظر جناب جبراییلی و آروین خان چیست؟

ویرایش پست:
شما نوشه بودید ترانس لپتاب من نمیدونم چرا خوندم مهتابی :mrgreen:
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=70647.270
آداپتور لپتاب هم وصل کردم ولی مشکل پیش نیومد و صدایه اینورتر تغییر نکر و فقط این تغییر صدا برایه اون لامپ کم مصرف 25 وات بود (آداپتور لپتاب 65 وات بود)

[عباس جبراییلی]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

شما برای تست میتوانید انرا به کامپیوتر وصل کرده و شکل خروجی را ببینید.در حالت عادی مصرف ان کمتر از 200 وات میباشد.برای طراحی هم خوب باید طراحی کرد.بهترین روش مخالف ساده ترین روش است هر دوی اینها با هم نمیشود.اگر منظورتان چیزی است که بشود در همه جا و هر باری استفاده کرد به نظر من روش چند سطحی که خود انهم چندین روش دارد و برای توانهای مختلف فرق میکند.این لینک تنها چند روش مختلف را معرفی میکند ولی باز هم بدانید که روشها بسیار زیاد هستند و اینها فقط نمونه هستند.http://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-042711-190851/unrestricted/PWM_Techniques_final.pdf ان روشی هم که گفتم در هیچ یک از اینها نشان نداده.

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

ممنون عباس خان

جناب جبراییلی شما به یک نوع از اینورترها اشاره کردید که به شبه سینوسی یا مدیفا سین ویو معروفند و شما موج آنها را پلکانی نام بردید
سوال اینجا پیش میاد که اینورتر هایه مربع حدودا میزان THD آنها چه اندازه است؟
و اینورتر هایه شبه سینوسی پلکانی میزان THD انها چه میزان است؟

[sina1359]

پاسخ : تبدیل اینورتر چینی شبه سینوسی به اینورتر سینوسی خالص

این مقاله برام جالب اومد گفتم براتون قرار بدم:

شکل موج خروجی UPSها
شکل موج خروجی UPSها

در بخش دوم مقاله انواع UPS ها از نظر ساختاری مورد بررسی قرار گرفتند. اما از نظر کاربردی UPS ها را با در نظر گرفتن پارامترهای دیگری نیز می توان دسته بندی کرد یکی از مهمترین این پارامترها شکل موج خروجی اینورتر UPS ها می باشد هنگامی که UPS از طریق مسیر باتری و اینورتر ، بار خروجی را تغذیه می کند مهم است بدانیم ولتاژ ac اعمالی به بار به چه شکل است.



1 -UPS با خروجی مربعی Squiare Wave

در این نوع UPSها شکل موج خروجی اینورتر ولتاژ ac مربعی مطابق شکل (1) می باشد که بر طبق شبکه استاندارد اروپایی دارای ولتاژ موثر 220 ولت و پهنای هر نیم سیکل مطابق 10 میلی ثانیه است. در این نوع اینورتر ولتاژ dc باتری از طریق مدار قدرت وترانس تبدیل متناوبا با پلاریته مستقیم و معکوس به خروجی منتقل می شود واین تناوب در هر 20 میلی ثانیه تکرار می گردد. در این شکل موج ولتاژ پیک و موثر خروجی کاملا بستگی به ولتاژ dc ورودی اینورتر دارد و هیچ گونه کنترلی بر روی آن اعمال نمی شود از این رو با توجه به وضعیت بار و مقدار شارژ باتری در ولتاژ خروجی گاه تا 40 درصد نوسان و تغییر مشاهده می شود. میزان اعوجاج هارمونیکی در این شکل موج نسبت به موج سینوسی برق شهر بسیار زیاد بوده و THD مقدار بزرگی دارد.

به دلیل عدم رگولاسیون ولتاژ خروجی و نیز مقدار TIID زیاد موارد مصرف این شکل موج به مصارف روشنایی و یا بارهای غیر حساس به مقدار موثر و پیک ولتاژ محدود می شود. (شکل 1)



2- UPS با خروجی پله ای یا نیمه مربعی uast Square or Step Waven

به منظور رفع عیب عدم رگولاسیون در شکل موج مربعی می توان با تغییر نسبت تبدیل ترانس و همچنین تغییراتی در مدار قدرت اینورتر ولتاژ خروجی را به گونه ای اصلاح نمود که خروجی ولتاژ مثبت صفر و منفی مطابق شکل (2) داشته باشد. در این حالت پیک شکل موج در حالت شارژ کامل باتری معادل پیک ولتاژ برق شهر در نظر گرفته می شود و زمان وجود ولتاژ مثبت یا منفی T به گونه ای کنترل می شود که ولتاژ موثر خروجی در حد 220 ولت باشد که به این روش کنترل مدولاسیون پهنای پالس PWM گفته می شود . در این شکل موج رگولاسیون ولتاژ موثر وجود دارد ولی بازهم بر روی پیک ولتاژ که مستقیما به ولتاژ باتری بستگی دارد کنترلی نخواهیم داشت. ضمن این که THD موجی خروجی نسبت به حالت قبلی کمتر است اما نسبت به موج سینوسی برق شهر اعوجاج زیادی داریم. (بیش از 20%)

این شکل موج برای مصارف بارهای خطی و سوئیچینگ مناسب بوده ولی برای بارهای القایی سیستم ها و شبکه های مخابراتی و تجهیزات پزشکی که به نویز و اعوجاج حساس هستند مناسب نیست.

گاهی برای کاهش مقدار اعوجاج THD خروجی مدار قدرت اینورتر به گونه ای ساخته و کنترل می شود که قسمت ولتاژ صفر در شکل (2) تبدیل به تغییر خطی از حالت مثبت به منفی یا برعکس شود که این عمل باعث می شود که سوئیچ های مدار قدرت اینورتر در ناحیه اکتیو قرار گیرد و تلفات مدار قدرت افزایش یافته لذا راندمان کاهش یابد. در این حالت شکل موج به صورت شکل (3) ذوزنقه ای تبدیل می شود. لازم به ذکر است که بعضا در بازار مصرف از شکل موج پله ای بعنوان شبه سینوسی نام برده می شود.



3- UPS با خروجی سینوسی Sine Wave

از آنجایی که اکثر دستگاههای برقی برای کار با ولتاژ ac سینوسی برق شهر طراحی
می شوند بهترین شکل موج خروجی UPS ها خروجی سینوسی کامل هم فاز هم دامنه و سنکرون با برق شهر می باشد. البته ثبات شکل موج در بارهای مختلف خطی و غیر خطی و میزان THD خروجی پارامتر مهمی در این نوع UPS ها است در بعضی از UPSها شکل موج سینوسی خروجی تحت بارهای خطی و اهمی از ثبات خوبی برخوردار است ولی در بارهای غیر خطی والقایی با شکستگی واعوجاج زیادی همراه می شود. به طور نمونهه در برابر بارهای سوئیچینگ مانند کامپیوتر پیک شکل موج شدیدا افت می کند شکل (4) هر چه نمونه برداری از خروجی دقیقتر باشد وبه طور لحظه ای صورت پذیرد و کنترل متناسب با وضعیت بار انجام گیرد ثبات خروجی بهتر خواهد بود . در هر حال UPS ی را می توان سینوسی دانست که میزان THD خروجی آن در بارهای غیر خطی کمتر از 5% باشد و چنانچه این مقدار کمتر از 2% باشد نشانگر ثبات خیلی خوب و مدار کنترل پیشرفته UPS خواهد بود و اگر THD بیش از 5% باشد نمی توان UPS را سینوسی کامل نام گذاشت.

---------------------------------------------

بحثی که همیشه در الکترونیک صنعتی مطرح بوده و هست تبدیل یک ولتاژ dc به یک ولتاژ ac است. به سیستمی که این تبدیل را برای ما انجام می دهد اینورتر گفته میآشود. اینورترها دارای رنج وسیعی از کاربردهای مختلف هستند که تعدادی از انها را ذکر می کنیم:

1- یک خط ولتاژ AC: خیلی از مواقع دسترسی به یک منبع dc مثل باتری وجود دارد. ولی یک خط ولتاژ AC مورد نیاز است مثل اتومبیل
2- منابع تغذیه بدون وقفه (UPS): در انواع مختلف UPS ها جهت تبدیل توان باتری ها به یک توان AC به اینورترها نیاز داریم.
3- کوره های القایی:اینورترها جهت تبدیل یک توان AC با فرکانس پائین به یک توان AC با فرکانس بالا مورد استفاده قرار می گیرند. این ولتاژ فرکانس بالا در کوره های القایی مورد استفاده دارد. به این ترتیب که ابتدا توان AC را به DC یکسو کرده و سپس توسط اینورتر به توان AC فرکانس بالا تبدیل میآکنند.
4- در سیستم انتقال توان HVDC: در این سیستم انتقال توان الکتریکی ، ابتدا توان AC به DC تبدیل میآشود. این توان DC با ولتاژ بسیار بالا به وسیله خطوط انتقال به مقصد می رسد. در محل گیرنده، این توان DC دوباره به مقدار AC تبدیل میآشود.
5- درایورهای فرکانس متغیر: یک درایو فرکانس متغیر، سرعت عملکرد یک موتور AC را به کمک کنترل کردن ولتاژو فرکانس به صورت همزمان تنظیم میآکند.
6- استفاده در پنلهای خورشیدی: پنلهای خورشیدی دارای خروجی DC هستند که با استفاده از اینورترها این توان تبدیل به AC میآشود.
انواع اینورترها از نظر فاز و شکل موج خروجی: اینورترها از نظر فاز تبدیل به دو نوع عمده تک فاز و سه فاز تقسیم بندی میآشوند همچنین از نظرشکل موج خروجیشان به چهار نوع زیر تقسیم میآشوند.1- خروجی به شکل موج مربعی
2- خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (معمولی)
3- خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (پله ای)
4- خروجی به شکل سینوسی خالص
شکلهای زیر دو نوع سینوسی اصلاح شده را نشان می دهند.


مقدمه ای بر طراحی اینورترها: در این قسمت یک سری از مطالب پایه مربوط به طراحی اینورترها را بیان می کنیم. اگر شکل زیر بلوک دیاگرام یک اینورتر باشد


چنانچه از تلفات اینورتر صرفنظر کنیم وتوان ورودی را با خروجی برابر بگیریم رابطه زیر را خواهیم داشت.
Pin=Vin×Iin=Pout=Vo×Io
پس اگر یک ولتاژ خروجی 220 ولت با توان 400 وات نیاز داشته باشیم باید بدانیم که در ورودی یک ولتاژ مثلاً 12 ولت با جریان 34 آمپر نیاز داریم. باید توجه داشت که اگر ولتاژ ورودی dc با باتری تامین میآشود باتری تا چه مدت کارایی خواهد داشت. مورد دوم بازدهی یک اینورتر است که عبارت است از نسبت توان خروجی به توان ورودی بر حسب درصد که در اینورترهای با طراحی خوب نزدیک 90% است. بازده بیشتر به مواردی چون تعداد المانهای سوئیچ کننده ، نوع المانهای سوئیچ کننده، روش سوئیچ کردن (مثلاً pwm یا spwm) مرغوبیت ترانسها و سیم پیچهای به کار رفتند و نوع فیلترهای مورد استفاده در اینورتر بستگی دارد.
مورد دیگر شکل موج خروجی یک اینورتر است. همانطور که می دانیم یک شکل موج مربعی پریودیک دارای یک سری هارمونی است. مانند شکل زیر هارمونیکهای فرعی (دارای رتبه) دارای دامنه کمتر و فرکانس بیشتری هستند و یکی از هارمونیکها که به نام اصلی یا پایه خوانده میآشود دارای فرکانسی برابر فرکانس شکل موج مربعی است.



جهت آنالیز فوریه این شکل موج مقداری به نام THD تعریف میآشود که برابر است با:


مسلم است که هر چه مقدار THD کمتر باشد کیفیت شکل موج خروجی اینورتر بیشتر است.
جهت بهبود کیفیت شکل موج خروجی اینورتر میآتوان از فیلترها استفاده کرد و در واقع هارمونیک اصلی را از میان دیگر هارمونیکها جدا نمود.
ساده ترین مداری که میآتوان برای یک اینورتر فرض کرد شکل زیر است.


با تغییر وضعیت سوئیچ پالسهایی در اولیه ایجاد میآشود که پس از تقویت در ثانویه ترانس نمایان میآشوند. میآتوان به جای سوئیچ از دو ترانزیستور یا IGBT استفاده کرد و به وسیله یک مدار پالس دهنده (مثل مدار بی استابل 555) آنها را به ترتیب پالس دهی کرد.
به این دلیل اینکه در این روش دامنه هارمونیکهای فرعی نزدیک به دامنه هارمونیک اصلی است مقدار THD افزایش یافته و کیفیت شکل موج خروجی کاهش می یابد.


http://danesh001.blogfa.com/post-16.aspx