インバーター回路：自宅で回路を作るための究極のガイド
インバーターと並んでDCバッテリーストレージのような異なる電源のアプリケーションが一般的になりつつあります。さらに、インバーター電源は、パワーエレクトロニクススイッチングデバイスの成長に続いて、優れた追加または追加の電源を提供します。
ただし、インバータ回路の利点を最大化する方法を理解し、それについてすべてを知るために読んでください。重要なことに、あなたはあなたの家でそれを簡単に作る方法を知っているでしょう。
電子ダイオードコンポーネントの写真
インバータ回路の意味
インバーター回路は、直流電力を交流に変換して、電力網または傑出したシステムに電力を供給します。つまり、DC（直流）をAC（交流）に変えるのはデバイスです。
インバータ回路はどのように機能しますか？
それは簡単です。コンバータ回路は、整流下で交流を直流に連続的に変換します。つまり、交流は正弦波であるため、大きさと波の方向は時間の経過とともに定期的に変化します。
したがって、ダイオードは電気を通して直流に変換するのに役立ちますが、逆方向にはなりません。
直流がダイオードを通過する場合、電気を通過するのは順方向だけであり、正のピークを示します。これは、サイクルの残りの半分がマイナスにピークに達しないため、無駄になることを意味します。
したがって、ダイオード構造は、順方向に負のピークを通過するブリッジのように作られています。この目的のために、その名前は、負の波と順波のピークを変換するため、全波整流です。
一方、全波の整流だけでは滑らかな波形を作成できませんが、リップル電圧と交流の変動の痕跡は残ります。
したがって、クリーンアップするために、コンデンサは繰り返し放電および充電されます。したがって、直流付近の波形を平滑化して交換します。
さらに、この単純なインバータ回路は、さまざまな周波数と電圧でACを出力します。 AC / DC変換プロセスは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）などのパワートランジスタを切り替え、オフ/オン間隔を変更して、さまざまな幅のパルス波を生成します。
その後、PWM（パルス幅変調）と呼ばれる準正弦波に結合します。
コンピュータは自動的にパルスの幅を制御します。たとえば、割り当てられたワンチップコンピュータの中には、PWM機能がプリインストールされた製品を含むモーターを制御するものがあります。
その結果、所望のパラメータを概説することによってモーターの回転速度を制御しながら、異なる周波数の疑似正弦波を生成することが可能である。
別の言い方をすれば、電流パルス番号が整流回路とインバーターパルス番号を分類し、AC入力電圧の直流側に流れることを追加することが重要です。
さらに、関連する整流回路は、１２パルス整流器、１８パルス整流器、またはそれ以上であり得る。一方、整流回路は、制御されると反転モードで動作します。
上の図の構成は、調整可能な速度のドライブアプリケーションを備えた交流電源で現在人気があります。その間に、追加のインバーターが結合すると、18ステップのインバーターが別の3つのインバーターで取得されます。
インバータ回路の出力波形
インバーターは、回路設計に基づいて、変更された正弦波、方形波出力、パルス幅変調波、パルス正弦波、出力電圧波形、さらには正弦波を作成する場合があります。一般的な種類のインバーターは、準方形波または方形波を作成します。
正弦波の純度の尺度は、全高調波歪み（THD）です。たとえば、50パーセントのデューティパルス方形波は、48パーセントのTHDの正弦波のようなものです。
一方、商用配電グリッドは、消費者の接続ポイントの波形で3％THD未満です。さらに、IEEE標準519は、電力網に接続するシステムのTHDを5％未満にすることを推奨しています。
ただし、2つの主要な設計は、低電圧DC電源から家庭用プラグイン電圧を作成するためにたくさんあります。ナンバーワンは、スイッチングブーストコンバーターを利用して、より高い電圧のDCを生成し、後でそれをACに変換します。
同時に、2番目の設計では、出力電圧の生成にライン周波数トランスを使用しながら、バッテリーレベルで直流を交流に変換します。
ベクトル/アイソメトリック太陽電池システムの画像
パワーインバータ回路の構築方法
必要なコンポーネント
主なコンポーネントは次のとおりです。
- R1、R2=100オーム/10ワットの巻線。
- T1、T2=2N3055パワートランジスタ。
- R3、R4=15オーム/10ワット巻線。
- 変圧器=9-0-9ボルト/5アンペア。
- アルミニウムヒートシンク=必要なサイズに合わせてカット
- 自動車用バッテリー=12ボルト/10AH。
- 換気簡単なインバーターで、回転速度を制御できます。金属製キャビネット=アセンブリ全体のサイズによる
- 一次コイル/10-0-10V、750mA-二次コイル
その他の基本的なコンポーネントは次のとおりです。
- 12vバッテリー。
- 2N2222トランジスタ。
- 抵抗器。
- 2N2222データセット。
- IRF630データセット。
- 酸性バッテリー、単一バッテリー、および予備バッテリー
- 電源トランス。
- アルミニウムの熱。
- 9-0-9V、5 AMP
パワーインバータ回路を構築する手順
最初のステップ
まず、アルミニウムシートを入手し、シートを約5×5インチの2つの部分にカットまたは分割します。その間、パワートランジスタに合う穴を開けます。一方、穴の直径は約3mmである必要があることに注意してください。
さらに、適切な穴を開けるかドリルで穴を開けて、インバータキャビネットにしっかりと簡単に取り付けられるようにします。
第2ステップ
次に、抵抗器を運び、下に表示されている回路のように、トランジスタのアームを使用してクロスモードでリンクします。
第3ステップ
もう1つのことは、ボルトまたはナットを使用して、トランジスタをヒートシンクに強く固定することです。
第4ステップ
その後、変圧器の2次回路を介して、抵抗、ヒートシンク、およびトランジスタの集合体を接続します。
第5ステップ
最後に、変圧器アセンブリと完全なPCBを、換気の良い金属製のキャビネットに入れます。出力/入力ポイントとヒューズホルダーをキャビネットの横に取り付け、それらをリンクします。
これでインバーターの準備が整いました。インバーターは、インバーター回路を収納するケースとして役立ちます。さらに、出力電圧、周波数、入力電圧、電圧レベル、および一般的な電力処理は、特定のデバイス設計に依存することに注意してください。その結果、回路を構築する前にすべてを考慮する必要があります。
テスト方法
本格的に使用する前に、回路の動作チェックが必要です。デバイスをテストするには、インバーターのo / pソケットを使用して50〜60ワットの電球接続を実行します。その後、インバーターのi / pソケットを使用してバッテリー（12ボルト）を入れます。
電球がはっきりと明るく点灯し、回路接続が正しく、出力インバーターがフィールドを継続する準備ができていることを示します。それでも、電球が点灯しない場合は、接続を再確認する必要があります。
インバーターは通常の発電機よりも速く反応し、グリッド周波数周辺の変化に影響を与えます。したがって、インバータはグリッド周波数と同期する必要があります。
注;
- まず、一次側から二次側に電圧を上げる変圧器は昇圧変圧器であることを知っておいてください。ステップアップトランスは、低電流電力、高電圧を大電流電力、低電圧に変換します。
- さらに、スイッチング損失は、より高いスイッチング周波数でのインバーター損失全体の大部分を占めることを知っておく必要があります。したがって、スイッチング周波数の最適化は、パワーデバイス周辺のTHDおよびスイッチング損失を低減するために不可欠です。
- したがって、5 kWの三相PWMインバーターでは、提案されたゲート制御方法の有効性と最適化媒体が、デジタルゲートドライブICを使用して評価されます。
インバータ回路の分類
インバータの分類には、ソース、出力、および負荷のタイプに基づくタイプが含まれます。彼らは;
インバータ回路 —出力機能
- 正弦波インバーター
- 方形波インバーター
- 変更された正弦波インバーター
インバータ回路 —インバーターのソース
- 電圧源インバーター
- 電流源インバーター
インバータ回路 —負荷の種類
- 単相インバーター
- ハーフブリッジインバーター
- フルブリッジインバーター
- 三相インバーター;
これは、ゲートパルスの次数に応じて2つのモードで機能します。彼らは-
180度モード;サイリスタのこの動作モードでの導通時間は180度です。 120度モード;一方、この動作モードでは、一度に2つのサイリスタしか動作しません。
- 出力レベル番号
- 通常の2レベルインバーター
- マルチレベルインバーター
インバータ回路 —その他の分類は次のとおりです。
マイクロインバーター-それは個々の太陽電池パネルのための小さいインバーターです。
CMOSインバーター-（相補型金属酸化物半導体）CMOSは論理機能を提供します。これは主要な集積回路コンポーネントです。 CMOSインバーターは、半導体上の金属ゲートを構成する電界効果トランジスタです。この目的のために、CMOSインバーターはいくつかの電子機器に搭載されており、小さな回路に関するデータを提供しています。
一般的なインバータ回路アプリケーション
インバータ回路の主な用途は次のとおりです。
1。 インバータ回路 –無停電電源装置
無停電電源装置であるUPSは、主電源が利用できない場合や停電が発生した場合に、インバーターとバッテリーを使用してAC電源を供給します。たとえば、UPSをデスクトップコンピュータに接続して、停電時の突然のシャットダウンを防ぎます。
2。 インバータ回路 –冷凍コンプレッサー内
さらに、インバーターを利用してコンプレッサーのモーター速度を制御し、冷凍中に可変冷媒流量を押し出すことができます。
別の言い方をすれば、ACインバーターまたはACインバーター回路は、コンプレッサーの速度を調整してガス（冷媒）の流量を制御するため、消費電力と電流が少なくて済みます。
3。 インバータ回路 –電気モーター速度制御
同じように、それらはモーターの回転速度を調整するのに役立ちます。シンプルなインバーターで回転速度を制御できます。インバーターは、可変電圧可変周波数（VVVF）の下で周波数と電圧を変更します。
4。 インバータ回路 –ソーラー
ソーラーインバーターは、オフグリッドおよびグリッド接続システム用の太陽光発電のシステムコンポーネントです。言い換えれば、このタイプのインバーターは、太陽光発電アレイ用に作られた独自の機能を備えています。
5。インバータ回路 —パワーグリッド
また、インバーターのもう1つの主な用途は、消費電力とグリッドです。グリッドタイドインバーターの製造は、配電システムに電力を供給することです。
ハイブリッドインバーターを備えた太陽電池システム
結論
要約すると、上記の手順は、適切なコンポーネントと入力電圧を使用して、自宅でインバータ回路を作成できることを示しています。ここでは、インバーターを作成するための簡単な手順を提供し、それを構築するために必要なコンポーネントの概要を説明しました。
さらに、その有効性を確認するために、構築後にインバーターをテストすることをお勧めします。また、インバーターの設計、出力電力、または電力出力にも注意を払う必要があります。
一方、これらの基本的な設計手順が非常に複雑であると思われる場合、またはより高度な設計を検討したい場合は、ここをクリックして詳細を確認するか、サポートを受けてください。
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