De inverterfase van a omvormer is het kernonderdeel van het omzetten van gelijkstroom in wisselstroom. In dit stadium worden schakelcircuits, zoals transistors (IGBT), metaaloxideveldeffecttransistors (MOSFET) en andere vermogenshalfgeleiderapparaten, gebruikt om nauwkeurige controle van de uitgangsgolfvorm te bereiken door middel van nauwkeurige besturings- en modulatietechnologie.
Schakelcircuit:
De kern van de omvormer is het schakelcircuit, dat de gelijkstroomvoeding naar wisselstroomvoeding schakelt door het schakelapparaat in en uit te schakelen. Veelgebruikte vermogenshalfgeleiderapparaten zijn onder meer transistors (meestal IGBT's) en MOSFET's. Deze schakelapparaten worden nauwkeurig aangestuurd in de omvormer om de gewenste uitgangsgolfvorm te simuleren.
Werkcyclus van de omvormer:
De basiscyclus van de werking van de omvormer omvat twee fasen: de geleidingsfase en de uitschakelfase. In de geleidingsfase wordt het schakelapparaat ingeschakeld, waardoor stroom doorlaat; terwijl in de uitschakelfase het schakelapparaat wordt uitgeschakeld en de stroom wordt geblokkeerd. Door de verhouding tussen aan- en uittijd aan te passen, kunnen de vorm, frequentie en spanning van de uitgangsgolfvorm worden gewijzigd.
Pulsbreedtemodulatie (PWM):
Om de kwaliteit van de uitgangsgolfvorm te verbeteren, gebruiken omvormers meestal pulsbreedtemodulatie (PWM) -technologie. PWM bereikt een uiterst nauwkeurige controle van de uitgangsgolfvorm door de werktijd van het schakelapparaat aan te passen. Concreet schakelt PWM het schakelapparaat op een bepaalde frequentie en simuleert de vereiste AC-golfvorm door de geleidingstijd binnen elke schakelcyclus aan te passen.
Uitgangsgolfvormregeling:
Dankzij het ontwerp van de omvormer kunnen ingenieurs de parameters van de uitgangsgolfvorm aanpassen, inclusief frequentie, amplitude en fase. Dankzij deze flexibiliteit kan de omvormer worden aangepast aan verschillende toepassingsbehoeften, bijvoorbeeld door 50 Hz stroom te leveren aan huishoudelijke apparaten, of 60 Hz stroom aan industriële apparatuur.
Omvormerefficiëntie en verliezen:
De efficiëntie van de inverterfase is een belangrijke overweging bij het ontwerp. Er zal een bepaalde hoeveelheid energieverlies optreden tijdens het in- en uitschakelproces van het schakelapparaat, en de algehele efficiëntie van de omvormer hangt af van de beheersing en minimalisering van deze verliezen. Efficiënte inverterontwerpen maken meestal gebruik van geavanceerde vermogenshalfgeleiderapparaten en geoptimaliseerde PWM-regelstrategieën om de energieconversie-efficiëntie te verbeteren.
Stroom- en spanningsregeling:
De omvormer moet niet alleen een golfvorm met een specifieke vorm genereren, maar moet ook de stabiliteit van de uitgangsstroom en -spanning garanderen. Daarom moet het besturingssysteem de output in realtime monitoren en de werking van het schakelapparaat aanpassen via een feedbackmechanisme om stabiele outputkarakteristieken te behouden.
