Inversor:

O inversor é um dispositivo elétrico que converte corrente contínua (DC) em corrente alternada (AC). O inversor é usado para energia de reserva de emergência em uma casa. O inversor é usado em alguns sistemas de aeronaves para converter uma parte da energia CC da aeronave em CA. A alimentação CA é usada principalmente para dispositivos elétricos como luzes, radar, rádio, motor e outros dispositivos.

Inversor multinível:

Agora, muitas aplicações industriais de um dia começaram a exigir alta potência. Alguns eletrodomésticos nas indústrias, entretanto, requerem energia média ou baixa para seu funcionamento. Usar uma fonte de alta potência para todas as cargas industriais pode ser benéfico para alguns motores que exigem alta potência, enquanto pode danificar outras cargas. Algumas unidades de motor de média tensão e aplicações de serviços públicos requerem média tensão. O inversor multinível foi introduzido desde 1975 como uma alternativa em situações de alta potência e média tensão. O inversor Multinível é como um inversor e é utilizado para aplicações industriais como uma alternativa em situações de alta potência e média tensão.

Inversor multinível

Circuito Inversor DC-AC Geral

A necessidade do conversor multinível é fornecer alta potência de saída da fonte de média tensão. Fontes como baterias, supercapacitores e painel solar são fontes de média tensão. O inversor multinível consiste em vários interruptores. No inversor multinível, os ângulos dos interruptores de arranjo são muito importantes.

Tipos de inversor multinível:

Os inversores multinível são três tipos.

Inversor multinível com fixação por diodo
Inversor multinível de capacitores voadores
Inversor multinível em ponte H em cascata

Inversor multinível com fixação por diodo:

“produto da soma k mapa ”

O conceito principal deste inversor é utilizar diodos e fornecer os vários níveis de tensão nas diferentes fases aos bancos de capacitores que estão em série. Um diodo transfere uma quantidade limitada de voltagem, reduzindo assim o estresse em outros dispositivos elétricos. A tensão máxima de saída é a metade da tensão CC de entrada. É a principal desvantagem do inversor multinível com fixação por diodo. Este problema pode ser resolvido aumentando as chaves, diodos, capacitores. Devido aos problemas de balanceamento do capacitor, eles são limitados aos três níveis. Este tipo de inversor oferece alta eficiência por causa da frequência fundamental usada para todos os dispositivos de chaveamento e é um método simples de sistemas de transferência de energia back to back.

Ex: inversor multinível com grampo de diodo de 5 níveis, inversor multinível com grampo de diodo de 9 níveis.

O inversor multinível preso a diodo de 5 níveis usa interruptores, diodos um único capacitor é usado, de modo que a tensão de saída é a metade da CC de entrada.
O inversor multinível fixado com diodo de 9 níveis usa interruptores, os capacitores dos diodos são duas vezes mais do que os inversores fixados com diodo com 5 níveis. Portanto, a saída é mais do que a entrada.

5 - Inversor multinível com Diodo de Nível

Aplicações do inversor multinível com fixação por diodo:

Compensação de var estática
Acionamentos de motor de velocidade variável
Interconexões do sistema de alta tensão
Linhas de transmissão DC e AC de alta tensão

Inversor multinível de capacitores voadores:

O conceito principal deste inversor é a utilização de capacitores. Trata-se de uma conexão em série de células de comutação presas a capacitor. Os capacitores transferem a quantidade limitada de voltagem para dispositivos elétricos. Neste inversor, os estados de chaveamento são como no inversor com fixação por diodo. Os diodos de fixação não são necessários neste tipo de inversor multinível. A saída é a metade da tensão CC de entrada. É uma desvantagem do inversor multinível de capacitores voadores. Ele também tem a redundância de chaveamento dentro da fase para equilibrar os capacitores voadores. Ele pode controlar o fluxo de potência ativa e reativa. Mas, devido à comutação de alta frequência, ocorrerão perdas de comutação.

EX: inversor multinível de capacitores voadores de 5 níveis, inversor multinível de capacitores voadores de 9 níveis.

Este inversor é o mesmo que aquele multiinversor com fixação por diodo
Neste inversor, apenas chaves e capacitores são usados.

Inversor multinível com capacitores voadores de 5 níveis

Aplicações de Inversor Multinível de Capacitores Voadores

Controle do motor de indução usando circuito DTC (Controle Direto de Torque)
Estática era geração
Ambos os aplicativos de conversão AC-DC e DC-AC
Conversores com capacidade de distorção harmônica
Retificadores de corrente sinusoidal

Inversor multinível H-Bridge em cascata:

O inversor multinível H-bride em cascata usa capacitores e interruptores e requer menos número de componentes em cada nível. Essa topologia consiste em uma série de células de conversão de energia e a energia pode ser facilmente dimensionada. A combinação de capacitores e pares de interruptores é chamada de ponte H e fornece a tensão CC de entrada separada para cada ponte H. Ele consiste em células de ponte H e cada célula pode fornecer três tensões diferentes, como tensões zero, CC positiva e CC negativa. Uma das vantagens deste tipo de inversor multinível é que ele precisa de menos número de componentes em comparação com inversores de diodos fixados e de capacitor voador. O preço e o peso do inversor são menores que os dos dois inversores. A comutação suave é possível por meio de alguns dos novos métodos de comutação.

Os inversores em cascata multinível são usados para eliminar o transformador volumoso necessário no caso de inversores multifásicos convencionais, diodos de fixação necessários no caso de inversores com fixação por diodo e capacitores voadores necessários no caso de inversores de capacitor voador. Mas isso requer um grande número de tensões isoladas para alimentar cada célula.

Ex: inversor multinível de 5-ponte H, inversor multinível preso de ponte 9-H.

Este inversor também é o mesmo que aquele multiinversor com fixação por diodo.

5 - Inversor Multinível H-Bridge

“multiplexação por divisão de comprimento de onda como funciona ”

Aplicações do inversor multinível H-Bridge em cascata

Acionamentos do motor
Filtros ativos
Veículos elétricos
Utilização da fonte de alimentação DC
Compensadores de fator de potência
Sistemas de link de frequência back to back
Interface com recursos de energia renovável.

Vantagens do inversor multinível:

O conversor multinível apresenta várias vantagens, a saber:

1. Tensão de modo comum:

Os inversores multinível produzem tensão de modo comum, reduzindo o estresse do motor e não danificando o motor.

2. Corrente de entrada:

Os inversores multiníveis podem extrair corrente de entrada com baixa distorção

3. Freqüência de comutação:

O inversor multinível pode operar em ambas as frequências de comutação fundamentais que são a frequência de comutação mais alta e a frequência de comutação mais baixa. Deve-se notar que a frequência de chaveamento mais baixa significa menor perda de chaveamento e maior eficiência é alcançada.

4. Distorção harmônica reduzida:

A técnica de eliminação seletiva de harmônicos, juntamente com os resultados da topologia de vários níveis, torna a distorção harmônica total baixa na forma de onda de saída, sem usar nenhum circuito de filtro.

Crédito da foto: