العاكس:

العاكس هو جهاز كهربائي يحول التيار المباشر (DC) إلى التيار المتردد (AC). يستخدم العاكس للطاقة الاحتياطية للطوارئ في المنزل. يستخدم العاكس في بعض أنظمة الطائرات لتحويل جزء من طاقة التيار المستمر للطائرة إلى تيار متردد. تستخدم طاقة التيار المتردد بشكل أساسي للأجهزة الكهربائية مثل الأضواء والرادار والراديو والمحرك والأجهزة الأخرى.

عاكس متعدد المستويات:

الآن بدأت العديد من التطبيقات الصناعية في اليوم تتطلب طاقة عالية. ومع ذلك ، تتطلب بعض الأجهزة في الصناعات طاقة متوسطة أو منخفضة لتشغيلها. قد يكون استخدام مصدر طاقة عالي لجميع الأحمال الصناعية مفيدًا لبعض المحركات التي تتطلب طاقة عالية ، بينما قد يؤدي إلى تلف الأحمال الأخرى. تتطلب بعض محركات المحركات ذات الجهد المتوسط وتطبيقات المرافق جهدًا متوسطًا. تم إدخال العاكس متعدد المستويات منذ عام 1975 كبديل في حالات الطاقة العالية والجهد المتوسط. إن العاكس متعدد المستويات يشبه العاكس ويستخدم للتطبيقات الصناعية كبديل في حالات الطاقة العالية والجهد المتوسط.

متعدد المستويات العاكس

دائرة العاكس DC-AC العامة

الحاجة إلى المحول متعدد المستويات هو إعطاء طاقة خرج عالية من مصدر الجهد المتوسط. مصادر مثل البطاريات والمكثفات الفائقة واللوحة الشمسية هي مصادر الجهد المتوسط. يتكون العاكس متعدد المستويات من عدة مفاتيح. في العاكس متعدد المستويات ، تعتبر زوايا مفاتيح الترتيب مهمة للغاية.

أنواع العاكس متعدد المستويات:

المحولات متعددة المستويات هي ثلاثة أنواع.

الصمام الثنائي العاكس متعدد المستويات مثبت
مكثفات طائرة متعددة المستويات
المتتالية H- جسر متعدد المستويات العاكس

العاكس متعدد المستويات مثبت بالديود:

“مكسب الوضع الشائع للمضخم التفاضلي ”

يتمثل المفهوم الرئيسي لهذا العاكس في استخدام الثنائيات ويوفر مستويات الجهد المتعددة عبر المراحل المختلفة لبنوك المكثف الموجودة على التوالي. يقوم الصمام الثنائي بنقل كمية محدودة من الجهد ، وبالتالي تقليل الضغط على الأجهزة الكهربائية الأخرى. الحد الأقصى لجهد الخرج هو نصف جهد الدخل DC. هذا هو العيب الرئيسي للعاكس متعدد المستويات المثبت بالديود. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق زيادة المفاتيح والثنائيات والمكثفات. نظرًا لقضايا موازنة المكثف ، فهي تقتصر على المستويات الثلاثة. يوفر هذا النوع من المحولات كفاءة عالية بسبب التردد الأساسي المستخدم لجميع أجهزة التحويل وهي طريقة بسيطة لأنظمة نقل الطاقة من الخلف إلى الخلف.

على سبيل المثال: 5- مستوى عاكس متعدد المستويات مثبت بالديود ، عاكس متعدد المستويات مثبت بالديود 9 مستويات.

يستخدم العاكس متعدد المستويات المثبت بالديود ذو المستوى الخامس مفاتيح التبديل ، ويتم استخدام الثنائيات مكثف واحد ، وبالتالي فإن جهد الخرج هو نصف دخل التيار المستمر.
يستخدم العاكس متعدد المستويات ذو الـ 9 مستويات والمثبت بالديود مفاتيح ، ومكثفات الثنائيات أكثر بمرتين من العاكسات المثبتة على الصمام الثنائي ذات المستوى 5. لذا فإن المخرجات أكثر من المدخلات.

5- مستوى عاكس متعدد المستويات مثبت بصمام ثنائي

تطبيقات العاكس متعدد المستويات المثبت بالديود:

تعويض فار ثابت
محركات متغيرة السرعة
وصلات نظام الجهد العالي
خطوط نقل التيار المستمر والتيار المتردد ذات الجهد العالي

مكثفات طائرة عاكس متعدد المستويات:

المفهوم الرئيسي لهذا العاكس هو استخدام المكثفات. إنه عبارة عن اتصال متسلسل من خلايا التبديل المثبتة بالمكثف. تقوم المكثفات بنقل الكمية المحدودة من الجهد إلى الأجهزة الكهربائية. في حالات تبديل العاكس هذه ، تشبه العاكس الثنائي المشبك. الثنائيات اللقط ليست مطلوبة في هذا النوع من المحولات متعددة المستويات. الإخراج هو نصف جهد الدخل DC. إنه عيب في المكثفات الطائرة متعددة المستويات. كما أن لديها تبديل التكرار داخل الطور لموازنة المكثفات الطائرة. يمكنه التحكم في كل من تدفق الطاقة النشط والمتفاعل. ولكن بسبب التبديل عالي التردد ، ستحدث خسائر التبديل.

EX: مكثفات طيران ذات 5 مستويات عاكس متعدد المستويات ، مكثفات طيران ذات 9 مستويات عاكس متعدد المستويات.

هذا العاكس هو نفس العاكس متعدد الصمام الثنائي المشبك
في هذا العاكس ، يتم استخدام المفاتيح والمكثفات فقط.

مكثفات طائرة ذات 5 مستويات عاكس متعدد المستويات

تطبيقات المكثفات الطائرة متعددة المستويات

التحكم في المحرك التعريفي باستخدام دائرة DTC (التحكم المباشر في عزم الدوران)
ثابت كان جيل
كل من تطبيقات تحويل AC-DC و DC-AC
محولات ذات قدرة تشويه متناسق
محولات التيار الجيبية

العاكس المتتالي متعدد المستويات H-Bridge:

يستخدم العاكس متعدد المستويات H-bride المكثفات والمفاتيح ويتطلب عددًا أقل من المكونات في كل مستوى. يتكون هذا الهيكل من سلسلة من خلايا تحويل الطاقة ويمكن تحجيم الطاقة بسهولة. يُطلق على مجموعة المكثفات وزوج المفاتيح اسم جسر H ويعطي جهد الدخل المنفصل لكل جسر H. وتتكون من خلايا جسر H ويمكن لكل خلية أن توفر الفولتية الثلاثة المختلفة مثل الصفر ، والتيار المستمر الموجب ، والجهد السالب للتيار المستمر. تتمثل إحدى مزايا هذا النوع من العاكس متعدد المستويات في أنه يحتاج إلى عدد أقل من المكونات مقارنة مع محولات المكثف المحلقة والصمام الثنائي. سعر ووزن العاكس أقل من تلك الخاصة بالعاكسين. التبديل الناعم ممكن من خلال بعض طرق التحويل الجديدة.

تُستخدم محولات الشلال متعددة المستويات للتخلص من المحولات الضخمة المطلوبة في حالة المحولات متعددة الطور التقليدية ، والصمامات الثنائية المشبكية المطلوبة في حالة المحولات المثبتة بالديود والمكثفات الطائرة المطلوبة في حالة محولات المكثف الطائر. لكن هذه تتطلب عددًا كبيرًا من الفولتية المعزولة لتزويد كل خلية.

على سبيل المثال: 5- محول متعدد المستويات H-bridge ، 9- عاكس متعدد المستويات مثبت بجسر H.

هذا العاكس هو أيضًا نفس العاكس المتعدد المثبت بالديود.

5- العاكس متعدد المستويات H-Bridge

تطبيقات العاكس المتتالي متعدد المستويات H-Bridge

محركات السيارات
المرشحات النشطة
محركات السيارات الكهربائية
استخدام مصدر طاقة التيار المستمر
معوضات معامل القدرة
العودة إلى الوراء أنظمة ربط التردد
التواصل مع مصادر الطاقة المتجددة.

مزايا العاكس متعدد المستويات:

يتميز المحول متعدد المستويات بالعديد من المزايا ، وهي:

1. الجهد الوضع المشترك:

تنتج المحولات متعددة المستويات جهدًا شائعًا ، مما يقلل من إجهاد المحرك ولا يتلف المحرك.

2. تيار الإدخال:

“أنواع الإشارات في اتصالات البيانات ”

يمكن للعواكس متعددة المستويات سحب تيار الإدخال بتشويه منخفض

3. تبديل التردد:

يمكن أن يعمل العاكس متعدد المستويات على كل من ترددات التحويل الأساسية التي تكون بتردد تبديل أعلى وتردد تحويل أقل. وتجدر الإشارة إلى أن تردد التبديل المنخفض يعني خسارة تحويل أقل وتحقيق كفاءة أعلى.

4. تقليل التشوه التوافقي:

ينتج عن تقنية الإزالة التوافقية الانتقائية جنبًا إلى جنب مع الهيكل متعدد المستويات أن التشوه التوافقي الكلي يصبح منخفضًا في شكل الموجة الناتج دون استخدام أي دائرة تصفية.

مصدر الصورة: