ఇన్వర్టర్ ఒక శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ కన్వర్టర్, ఇది ప్రత్యక్ష శక్తిని ప్రత్యామ్నాయ శక్తిగా మారుస్తుంది. ఈ ఇన్వర్టర్ పరికరాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, మనం స్థిర డిసిని వేరియబుల్ ఎసి పవర్గా మార్చవచ్చు, ఇది వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్గా ఉంటుంది. రెండవది, ఈ ఇన్వర్టర్ నుండి, మేము ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చవచ్చు, అనగా మన అవసరానికి అనుగుణంగా 40HZ, 50HZ, 60HZ పౌన encies పున్యాలను ఉత్పత్తి చేయగలుగుతాము. డిసి ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ సోర్స్ అయితే ఇన్వర్టర్ను విఎస్ఐ (వోల్టేజ్ సోర్స్ ఇన్వర్టర్) అంటారు. ఇన్వర్టర్లకు నాలుగు స్విచ్చింగ్ పరికరాలు అవసరం అయితే సగం వంతెన ఇన్వర్టర్కు రెండు స్విచింగ్ పరికరాలు అవసరం. వంతెన ఇన్వర్టర్లు రెండు రకాలు, అవి సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ మరియు పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్. ఈ వ్యాసం సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ గురించి చర్చిస్తుంది.
హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ అంటే ఏమిటి?
ఇన్వర్టర్ ఒక డిసి వోల్టేజ్ను ఎసి వోల్టేజ్గా మార్చే పరికరం మరియు ఇది నాలుగు స్విచ్లను కలిగి ఉంటుంది, అయితే సగం-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్కు రెండు డయోడ్లు మరియు రెండు స్విచ్లు అవసరం, ఇవి యాంటీ-సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. రెండు స్విచ్లు పరిపూరకరమైన స్విచ్లు, అంటే మొదటి స్విచ్ ఆన్లో ఉన్నప్పుడు రెండవ స్విచ్ ఆఫ్ అవుతుంది అదేవిధంగా, రెండవ స్విచ్ ఆన్లో ఉన్నప్పుడు మొదటి స్విచ్ ఆఫ్ అవుతుంది.
రెసిస్టివ్ లోడ్తో సింగిల్ ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్
రెసిస్టివ్ లోడ్తో ఒకే-దశ సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.
హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్
RL అనేది రెసిస్టివ్ లోడ్, V.s/ 2 వోల్టేజ్ మూలం, ఎస్1మరియు ఎస్రెండురెండు స్విచ్లు, i0ప్రస్తుతము. ప్రతి స్విచ్ డయోడ్లకు అనుసంధానించబడిన చోట1మరియు డిరెండుసమాంతరంగా. పై చిత్రంలో, స్విచ్లు ఎస్1మరియు ఎస్రెండుస్వీయ-మార్పిడి స్విచ్లు. స్విచ్ S.1వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉన్నప్పుడు మరియు ప్రస్తుతము ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు, S ని మార్చండిరెండువోల్టేజ్ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు మరియు ప్రస్తుతము ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు నిర్వహిస్తుంది. ది డయోడ్ డి1వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉన్నప్పుడు మరియు కరెంట్ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు, డయోడ్ డిరెండువోల్టేజ్ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు మరియు ప్రస్తుతము సానుకూలంగా ఉన్నప్పుడు నిర్వహిస్తుంది.
కేసు 1 (S మారినప్పుడు1ఆన్ మరియు ఎస్రెండుఆఫ్లో ఉంది): S మారినప్పుడు1డయోడ్ D. 0 నుండి T / 2 వరకు ఉంటుంది1మరియు డిరెండురివర్స్ బయాస్ కండిషన్ మరియు ఎస్రెండుస్విచ్ ఆఫ్లో ఉంది.
KVL ను వర్తింపజేయడం (కిర్చాఫ్ వోల్టేజ్ లా)
విs/ 2-వి0= 0
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0= విs/ రెండు
అవుట్పుట్ ప్రస్తుత i0= వి0/ ఆర్ = విs/ 2 ఆర్
సరఫరా కరెంట్ లేదా స్విచ్ కరెంట్ విషయంలో, ప్రస్తుత iఎస్ 1= i0 = Vs / 2R, iఎస్ 2= 0 మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= iడి 2= 0.
కేసు 2 (S మారినప్పుడురెండుఆన్ మరియు ఎస్1ఆఫ్లో ఉంది) : S మారినప్పుడురెండుT / 2 నుండి T వరకు, డయోడ్ D వరకు ఉంటుంది1మరియు డిరెండురివర్స్ బయాస్ కండిషన్ మరియు ఎస్1స్విచ్ ఆఫ్లో ఉంది.
KVL ను వర్తింపజేయడం (కిర్చాఫ్ వోల్టేజ్ లా)
విs/ 2 + వి0= 0
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0= -విs/ రెండు
అవుట్పుట్ ప్రస్తుత i0= వి0/ ఆర్ = -విs/ 2 ఆర్
సరఫరా కరెంట్ లేదా స్విచ్ కరెంట్ విషయంలో, ప్రస్తుత iఎస్ 1= 0, iఎస్ 2= i0= -విs/ 2R మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= iడి 2= 0.
సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.
హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క సగటు విలువ
కాబట్టి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపాన్ని ‘T’ నుండి ‘‘ ωt ”అక్షానికి మార్చడం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్ యొక్క సమయ అక్షాన్ని మారుస్తుంది
ఎప్పుడు సున్నాతో గుణించినప్పుడు, అది సున్నా అవుతుంది T / 2 తో గుణించినప్పుడు, అది T / 2 = T T తో గుణించినప్పుడు, అది T = 2π 3T / 2 తో గుణించినప్పుడు, అది T అవుతుంది / 2 = 3π మరియు మొదలైనవి. ఈ విధంగా, మేము ఈ సమయ అక్షాన్ని ‘ωt’ అక్షంగా మార్చవచ్చు.
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు అవుట్పుట్ కరెంట్ యొక్క సగటు విలువ
వి0 (సగటు)= 0
నేను0 (సగటు)= 0
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు అవుట్పుట్ కరెంట్ యొక్క RMS విలువ
వి0 (RMS)= విఎస్/ రెండు
నేను0 (RMS)= వి0 (RMS)/ ఆర్ = విఎస్/ 2 ఆర్
ఇన్వర్టర్లో మనం పొందుతున్న అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ స్వచ్ఛమైన సిన్వేవ్ కాదు అంటే చదరపు వేవ్. ప్రాథమిక భాగంతో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.
మౌలిక భాగాలతో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్
ఫోరియర్ సిరీస్ను ఉపయోగించడం
ఎక్కడ సిn, కుnమరియు బిnఉన్నాయి
బిn= విఎస్/ nᴨ (1-cosnᴨ)
బిnసరి సంఖ్యలను (n = 2,4,6… ..) మరియు బిnబేసి సంఖ్యలను ప్రత్యామ్నాయం చేసేటప్పుడు = 2Vs / nπ (n = 1,3,5 ……). ప్రత్యామ్నాయం bn= 2V లు / nπ మరియు anసి లో = 0nసి పొందుతారుn= 2V లు / nπ.
φn= కాబట్టి-1(కుn/ బిn) = 0
వి01 ( ) T) = 2 విఎస్/ ᴨ * (లేకుండా .t )
ప్రత్యామ్నాయం వి0 (సగటు)= 0 లో పొందుతారు
సమీకరణం (1) అని కూడా వ్రాయవచ్చు
వి0 ( ) T) = 2 విఎస్/ ᴨ * (లేకుండా .t ) + రెండు విఎస్/ 3ᴨ * (సిన్ 3 .t ) + రెండు విఎస్/ 5ᴨ * (సిన్ 5 .t ) + …… .. +
వి0 ( ) T) = వి01 ( ) T) + వి03 ( ) T) + వి05 ( ) T)
పై వ్యక్తీకరణ ప్రాథమిక వోల్టేజ్ మరియు బేసి హార్మోనిక్లను కలిగి ఉన్న అవుట్పుట్ వోల్టేజ్. ఈ హార్మోనిక్ భాగాలను తొలగించడానికి రెండు పద్ధతులు ఉన్నాయి: ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ను ఉపయోగించడం మరియు పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించడం.
ప్రాథమిక వోల్టేజ్ ఇలా వ్రాయవచ్చు
వి01 ( ) T) = 2 విఎస్/ ᴨ * (లేకుండా .t )
ప్రాథమిక వోల్టేజ్ యొక్క గరిష్ట విలువ
వి01 (గరిష్టంగా)= 2 విఎస్/
ప్రాథమిక వోల్టేజ్ యొక్క RMS విలువ
వి01 (RMS)= 2 విఎస్/ √2ᴨ = √2 విఎస్/
RMS అవుట్పుట్ కరెంట్ యొక్క ప్రాథమిక భాగం
నేను01 (RMS)= వి01 (RMS)/ ఆర్
మేము వక్రీకరణ కారకాన్ని పొందాలి, వక్రీకరణ కారకాన్ని g ద్వారా సూచిస్తారు.
g = వి01 (RMS)/ వి0 (RMS) ప్రాథమిక వోల్టేజ్ యొక్క = rms విలువ / అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క మొత్తం RMS విలువ
ప్రత్యామ్నాయం ద్వారా వి01 (RMS) మరియు వి0 (RMS) g లోని విలువలు పొందుతాయి
g = 2√2 /
మొత్తం హార్మోనిక్ వక్రీకరణ గా వ్యక్తీకరించబడింది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్లో మొత్తం హార్మోనిక్ వక్రీకరణ THD = 48.43%, కానీ IEEE ప్రకారం, మొత్తం హార్మోనిక్ వక్రీకరణ 5% ఉండాలి.
సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రాథమిక శక్తి ఉత్పత్తి
పి01= (వి01 (rms))రెండు/ R = I.రెండు01 (rms)ఆర్
పై సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా మనం ప్రాథమిక శక్తి ఉత్పత్తిని లెక్కించవచ్చు.
ఈ విధంగా, మేము సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క వివిధ పారామితులను లెక్కించవచ్చు.
R-L లోడ్తో ఒకే దశ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్
R-L లోడ్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.
R-L లోడ్తో ఒకే దశ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్
R-L లోడ్తో సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం రెండు స్విచ్లు, రెండు డయోడ్లు మరియు వోల్టేజ్ సరఫరాను కలిగి ఉంటుంది. R-L లోడ్ ఒక పాయింట్ మరియు O పాయింట్ మధ్య అనుసంధానించబడి ఉంది, పాయింట్ A ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా మరియు పాయింట్ O ను ప్రతికూలంగా పరిగణిస్తారు. పాయింట్ A నుండి O వరకు ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉంటే, ప్రస్తుతము సానుకూలంగా పరిగణించబడుతుంది, అదేవిధంగా పాయింట్ నుండి A కి ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉంటే ప్రస్తుతము ప్రతికూలంగా పరిగణించబడుతుంది.
R-L లోడ్ విషయంలో, అవుట్పుట్ కరెంట్ సమయానికి ఎక్స్పోనెన్షియల్ ఫంక్షన్ అవుతుంది మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను ఒక కోణం ద్వారా లాగ్ చేస్తుంది.
= కాబట్టి-1( ω ఎల్ / ఆర్)
R- లోడ్తో సింగిల్ ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క ఆపరేషన్
పని ఆపరేషన్ క్రింది సమయ వ్యవధిపై ఆధారపడి ఉంటుంది
(i) విరామం I (0
ఈ సమయ విరామానికి కెవిఎల్ను వర్తింపజేయడం ద్వారా విరామం లభిస్తుంది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0> 0 అవుట్పుట్ కరెంట్ రివర్స్ దిశలో ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి, i0<0 switch current iఎస్ 1= 0 మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= -i0
(ii) విరామం II (టి 1
KVL దరఖాస్తు చేస్తే లభిస్తుంది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0> 0 అవుట్పుట్ కరెంట్ ముందుకు దిశలో ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి, i0> 0 స్విచ్ కరెంట్ iఎస్ 1= i0మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= 0
(iii) విరామం III (టి / 2
KVL దరఖాస్తు చేస్తే లభిస్తుంది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0<0 The output current flows in the forward direction, therefore, i0> 0 స్విచ్ కరెంట్ iఎస్ 1= 0 మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= 0
(iv) విరామం IV (t2
KVL దరఖాస్తు చేస్తే లభిస్తుంది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V.0<0 The output current flows in the opposite/reverse direction therefore i0<0 switch current iఎస్ 1= 0 మరియు డయోడ్ కరెంట్ iడి 1= 0
హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ మోడ్లు
సమయ వ్యవధి యొక్క సారాంశం క్రింది పట్టికలో చూపబడింది
S.NO | సమయ విరామం | పరికరం నిర్వహిస్తుంది | అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (వి0 ) | అవుట్పుట్ ప్రస్తుత ( నేను0 ) | ప్రస్తుత మారండి (iఎస్ 1 ) | స్విచ్ డయోడ్ (iడి 1 ) |
1 | 0 | డి1 | వి0> 0 | నేను0<0 | 0 | - నేను0 |
రెండు | టి1 | ఎస్1 | వి0> 0 | నేను0> 0 | నేను0 | 0 |
3 | టి / 2 | డిరెండు | వి0<0 | నేను0> 0 | 0 | 0 |
4 | టిరెండు | ఎస్రెండు | వి0<0 | నేను0<0 | 0 | 0 |
RL లోడ్తో సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.
R-L లోడ్తో సింగిల్ ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్ఫార్మ్
హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ Vs పూర్తి బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్
సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ మరియు పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్ మధ్య వ్యత్యాసం క్రింది పట్టికలో చూపబడింది.
S.NO | హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ | పూర్తి వంతెన ఇన్వర్టర్ |
1 | సగం వంతెన ఇన్వర్టర్లో సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంటుంది | పూర్తి వంతెన ఇన్వర్టర్లోకూడా,సామర్థ్యం ఎక్కువ |
రెండు | సగం వంతెన ఇన్వర్టర్లో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపాలు చదరపు, పాక్షిక చతురస్రం లేదా పిడబ్ల్యుఎం | పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్లో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపాలు చదరపు, పాక్షిక చతురస్రం లేదా పిడబ్ల్యుఎం |
3 | సగం వంతెన ఇన్వర్టర్లోని గరిష్ట వోల్టేజ్ DC సరఫరా వోల్టేజ్లో సగం | పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్లోని గరిష్ట వోల్టేజ్ DC సరఫరా వోల్టేజ్ వలె ఉంటుంది |
4 | సగం వంతెన ఇన్వర్టర్లో రెండు స్విచ్లు ఉన్నాయి | పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్లో నాలుగు స్విచ్లు ఉన్నాయి |
5 | అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ E.0= ఇDC/ రెండు | అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ E.0= ఇDC |
6 | ప్రాథమిక అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ E.1= 0.45 ఇDC | ప్రాథమిక అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ E.1= 0.9 ఇDC |
7 | ఈ రకమైన ఇన్వర్టర్ బైపోలార్ వోల్టేజ్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది | ఈ రకమైన ఇన్వర్టర్ మోనోపోలార్ వోల్టేజ్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది |
ప్రయోజనాలు
సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రయోజనాలు
- సర్క్యూట్ సులభం
- ఖర్చు తక్కువ
ప్రతికూలతలు
సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రతికూలతలు
- TUF (ట్రాన్స్ఫార్మర్ యుటిలైజేషన్ ఫాక్టర్) తక్కువగా ఉంది
- సామర్థ్యం తక్కువ
అందువలన, ఇది అన్ని గురించి సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ యొక్క అవలోకనం , సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ మరియు పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్, ప్రయోజనాలు, అప్రయోజనాలు, రెసిస్టివ్ లోడ్తో సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ మధ్య వ్యత్యాసం చర్చించబడింది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, సగం వంతెన ఇన్వర్టర్ యొక్క అనువర్తనాలు ఏమిటి?