ہاف برج انورٹر کیا ہے: سرکٹ ڈایاگرام اور اس کا کام

انورٹر ایک پاور الیکٹرانک کنورٹر ہے جو براہ راست طاقت کو بقیہ طاقت میں تبدیل کرتا ہے۔ اس inverter ڈیوائس کا استعمال کرکے ، ہم فکسڈ ڈی سی کو متغیر AC پاور میں تبدیل کرسکتے ہیں جو متغیر فریکوئنسی اور وولٹیج کے طور پر ہوتا ہے۔ دوم اس انورٹر سے ، ہم تعدد کو مختلف کرسکتے ہیں یعنی ہم اپنی ضرورت کے مطابق 40HZ ، 50HZ ، 60HZ تعدد پیدا کرسکیں گے۔ اگر ڈی سی ان پٹ وولٹیج کا ذریعہ ہے تو پھر انورٹر VSI (وولٹیج سورس انورٹر) کے نام سے جانا جاتا ہے۔ انورٹرز کو چار سوئچنگ ڈیوائسز کی ضرورت ہوتی ہے جبکہ آدھے پل انورٹر کو دو سوئچنگ ڈیوائسز کی ضرورت ہوتی ہے۔ پل انورٹرز دو طرح کے ہوتے ہیں وہ آدھے پل ہیں انورٹر اور مکمل پل انورٹر اس مضمون میں آدھے پل انورٹر پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

ہاف برج انورٹر کیا ہے؟

انورٹر ایک ایسا آلہ ہے جو ڈی سی وولٹیج کو اے سی وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے اور اس میں چار سوئچ ہوتے ہیں جبکہ آدھے پل انورٹر میں دو ڈایڈس اور دو سوئچ کی ضرورت ہوتی ہے جو اینٹی متوازی میں جڑے ہوئے ہیں۔ دو سوئچ ایک تکمیلی سوئچ ہیں جس کا مطلب ہے کہ جب پہلا سوئچ آن ہوتا ہے تو دوسرا سوئچ آف ہوجائے گا اسی طرح ، جب دوسرا سوئچ پہلا سوئچ آف ہوتا ہے۔

سنگل فیز ہاف برج انورٹر جو مزاحمتی بوجھ کے ساتھ ہے

مزاحمتی بوجھ کے ساتھ سنگل فیز آدھے پل انورٹر کا سرکٹ ڈایاگرام ذیل کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔

ہاف برج انورٹر

جہاں آر ایل مزاحم بوجھ ہے ، وی_s/ 2 وولٹیج کا منبع ہے ، ایس₁اور ایس_دودو سوئچ ہیں ، i₀موجودہ ہے جہاں ہر سوئچ ڈایڈس D سے منسلک ہوتا ہے₁اور ڈی_دومتوازی طور پر مندرجہ بالا اعداد و شمار میں ، سوئچ ایس₁اور ایس_دوخود کو تبدیل کرنے والے سوئچز ہیں۔ سوئچ ایس₁جب وولٹیج مثبت ہے اور موجودہ منفی ہے تو عمل کریں گے ، سوئچ ایس_دوجب وولٹیج منفی ہے ، اور موجودہ منفی ہے عمل کرے گا. ڈایڈڈ ڈی₁ڈوڈ ڈی ، جب وولٹیج مثبت اور موجودہ منفی ہے تو عمل کرے گا_دووولٹیج منفی ہونے پر عمل کرے گا ، اور موجودہ مثبت ہے۔

مقدمہ 1 (جب سوئچ ایس₁آن اور ایس ہے_دوبند ہے): جب سوئچ ایس₁0 سے لے کر T / 2 ، ڈایڈڈ D کے دورانیے تک ہے₁اور ڈی_دوریورس تعصب کی حالت میں ہیں اور ایس_دوسوئچ آف ہے۔

کے وی ایل (کرچوہف کا وولٹیج قانون) لاگو کرنا

وی_s/ 2-V₀= 0

جہاں آؤٹ پٹ وولٹیج V₀= وی_s/ دو

جہاں پیداوار موجودہ₀= وی₀/ آر = وی_s/ 2r

موجودہ سپلائی یا سوئچ موجودہ کی صورت میں ، موجودہ i_{ایس 1}= i0 = بمقابلہ / 2 آر ، i_{ایس 2}= 0 اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= i_{ڈی 2}= 0

کیس 2 (جب سوئچ ایس_دوآن اور ایس ہے₁بند ہے) : جب سوئچ ایس_دوT / 2 سے T ، ڈایڈڈ D کے دورانیے تک ہے₁اور ڈی_دوریورس تعصب کی حالت میں ہیں اور ایس₁سوئچ آف ہے۔

کے وی ایل (کرچوہف کا وولٹیج قانون) لاگو کرنا

وی_s/ 2 + V₀= 0

جہاں آؤٹ پٹ وولٹیج V₀= -V_s/ دو

جہاں پیداوار موجودہ₀= وی₀/ R = -V_s/ 2r

موجودہ سپلائی یا سوئچ موجودہ کی صورت میں ، موجودہ i_{ایس 1}= 0 ، i_{ایس 2}= i₀= -V_s/ 2R اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= i_{ڈی 2}= 0

سنگل فیز آدھے پل انورٹر آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم کو ذیل کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔

آدھے برج انورٹر آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم

آؤٹ پٹ وولٹیج کی اوسط قیمت ہے

لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم کو ٹائم 'T' میں تبدیل کرنے سے '' ”t 'محور کو نیچے دیئے گئے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے

آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم کے ٹائم محور کو تبدیل کرنا

جب صفر سے ضرب ملے گا تو ، یہ صفر ہوگا جب T / 2 سے ضرب ملے گا ، یہ T / 2 = π جب T سے ضرب ملے گا ، تو T = 2π جب 3T / 2 سے ضرب ہو گا ، تو T ہوگا / 2 = 3π وغیرہ۔ اس طرح ، ہم اس بار کے محور کو ‘ωt’ محور میں تبدیل کرسکتے ہیں۔

آؤٹ پٹ وولٹیج اور آؤٹ پٹ کرنٹ کی اوسط قیمت ہے

وی_{0 (اوسط)}= 0

میں_{0 (اوسط)}= 0

آؤٹ پٹ وولٹیج اور آؤٹ پٹ کرنٹ کی RMS ویلیو ہے

وی_{0 (آر ایم ایس)}= وی_ایس/ دو

میں_{0 (آر ایم ایس)}= وی_{0 (آر ایم ایس)}/ آر = وی_ایس/ 2r

آؤٹ پٹ وولٹیج جو ہم ایک انورٹر میں حاصل کر رہے ہیں وہ خالص سائن ویو نہیں ہے یعنی مربع لہر۔ بنیادی جزو کے ساتھ آؤٹ پٹ وولٹیج کو نیچے کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔

بنیادی اجزاء کے ساتھ آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم

فوئیر سیریز کا استعمال

جہاں سی_n، کرنے کے لئے_nاور بی_nہیں

b_n= وی_ایس/ nᴨ (1-cosnᴨ)

بی_n= 0 جب اعداد کی جگہ لے لے (n = 2،4،6… ..) اور بی_n= 2Vs / nπ جب عجیب تعداد (n = 1،3،5 ……) کو تبدیل کرتے ہیں۔ متبادل b_n= 2Vs / nπ اور ایک_n= 0 میں_nسی مل جائے گا_n= 2Vs / nπ۔

ϕ_n= تو^-1(کرنے کے لئے_n/ بی_n) = 0

وی_{01 ( )t)} = 2 وی_ایس/ ᴨ * (بغیر t )

متبادل V_{0 (اوسط)}= 0 میں ملے گا

مساوات (1) کے طور پر بھی لکھا جاسکتا ہے

وی_{0 ( )t)} = 2 وی_ایس/ ᴨ * (بغیر t ) + دو وی_ایس/ 3ᴨ * (گناہ 3) t ) + دو وی_ایس/ 5ᴨ * (گناہ 5) t ) + …… .. + ∞

وی_{0 ( )t)} = وی_{01 ( )t)} + وی_{03 ( )t)} + وی_{05 ( )t)}

مذکورہ بالا اظہار آؤٹ پٹ وولٹیج ہے جو بنیادی وولٹیج اور عجیب ہارمونکس پر مشتمل ہے۔ ان ہارمونک اجزاء کو ختم کرنے کے لئے دو طریقے ہیں وہ ہیں: فلٹر سرکٹ کا استعمال کرنا اور نبض کی چوڑائی ماڈلن کی تکنیک کا استعمال کرنا۔

بنیادی وولٹیج کے طور پر لکھا جا سکتا ہے

وی_{01 ( )t)} = 2V_ایس/ ᴨ * (بغیر t )

بنیادی وولٹیج کی زیادہ سے زیادہ قیمت

وی_{01 (زیادہ سے زیادہ)}= 2V_ایس/

بنیادی وولٹیج کی RMS ویلیو ہے

وی_{01 (آر ایم ایس)}= 2V_ایس/ √2ᴨ = √2V_ایس/

RMS آؤٹ پٹ موجودہ کا بنیادی جزو ہے

میں_{01 (آر ایم ایس)}= وی_{01 (آر ایم ایس)}/ R

ہم مسخ عنصر حاصل کرنے کے لئے ہے ، مسخ عنصر جی کی طرف سے ظاہر کیا جاتا ہے.

جی = وی_{01 (آر ایم ایس)}/ وی_{0 (آر ایم ایس)} بنیادی وولٹیج کی = RMS ویلیو / آؤٹ پٹ وولٹیج کی کل RMS ویلیو

کی جگہ لے کر وی_{01 (آر ایم ایس)} اور وی_{0 (آر ایم ایس)} جی میں اقدار ملیں گے

جی = 2√2 / ᴨ

کل ہم آہنگی مسخ کے طور پر اظہار کیا جاتا ہے

آؤٹ پٹ وولٹیج میں کل ہارمونک مسخ THD = 48.43٪ ہے ، لیکن IEEE کے مطابق ، مجموعی طور پر ہارمونک مسخ 5٪ ہونا چاہئے۔

سنگل فیز پل انورٹر کی بنیادی بجلی کی پیداوار ہے

پی₀₁= (وی_{01 (rms)})^دو/ آر = میں^دو_{01 (rms)}R

مندرجہ بالا فارمولہ استعمال کرکے ہم بجلی کی بنیادی پیداوار کا حساب لگاسکتے ہیں۔

اس طرح ، ہم سنگل فیز آدھے پل انورٹر کے مختلف پیرامیٹرز کا حساب لگاسکتے ہیں۔

سنگل فیز ہاف برج انورٹر R-L بوجھ کے ساتھ

آر ایل لوڈ کا سرکٹ ڈایاگرام نیچے کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔

سنگل فیز ہاف برج انورٹر R-L بوجھ کے ساتھ

سنگل فیز آدھے پل انورٹر کا سرکٹ ڈایاگرام جس میں R-L بوجھ ہوتا ہے اس میں دو سوئچ ، دو ڈایڈس اور وولٹیج کی فراہمی ہوتی ہے۔ R-L بوجھ A اور O نقطہ کے مابین جڑا ہوا ہے ، نقطہ A کو ہمیشہ مثبت اور نقطہ O کو منفی سمجھا جاتا ہے۔ اگر نقطہ A سے O تک موجودہ بہاؤ پھر موجودہ کو مثبت سمجھا جائے گا ، اسی طرح اگر نقطہ A سے موجودہ بہاؤ پھر موجودہ کو منفی سمجھا جائے گا۔

آر ایل لوڈ کے معاملے میں ، آؤٹ پٹ موجودہ وقت کے لئے ایک کفایتی فعل ہوگا اور کسی زاویہ کے ذریعہ آؤٹ پٹ وولٹیج سے پیچھے رہ جاتا ہے۔

. = تو^-1( ω L / R)

سنگل فیز ہاف برج انورٹر کا کام

ورکنگ آپریشن مندرجہ ذیل وقت کے وقفوں پر مبنی ہے

(i) وقفہ I (0) اس مدت میں ، دونوں سوئچز بند ہیں اور ڈایڈ ڈی 2 ریورس تعصب کی حالت میں ہے۔ اس وقفہ میں ، شروع کرنے والا اپنی توانائی کو ڈایڈڈ ڈی 1 کے ذریعے جاری کرتا ہے ، اور آؤٹ پٹ موجودہ اپنی منفی زیادہ سے زیادہ قیمت (-Imax) سے صفر تک تیزی سے کم ہوجاتا ہے۔

اس وقت KVL لگانے سے وقفہ ملے گا

آؤٹ پٹ وولٹیج V₀> 0 موجودہ پیداوار الٹ سمت میں بہتی ہے ، لہذا ، i₀<0 switch current i_{ایس 1}= 0 اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= -i0

(ii) وقفہ دوم (ٹی 1) اس مدت میں ، سوئچ ایس₁اور ایس_دوبند ہیں اور S2 آف ہے اور دونوں ڈایڈس ریورس تعصب کی حالت میں ہیں۔ اس وقفہ میں ، شروع کرنے والا توانائی کو ذخیرہ کرنا شروع کرتا ہے ، اور موجودہ پیداوار صفر سے بڑھ کر اس کی مثبت زیادہ سے زیادہ قیمت (آئیمیکس) تک بڑھ جاتی ہے۔

کے وی ایل لگانے سے ملے گا

آؤٹ پٹ وولٹیج V₀> 0 موجودہ پیداوار آگے کی سمت میں بہتی ہے ، لہذا ، i₀> 0 سوئچ موجودہ i_{ایس 1}= i₀اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= 0

(iii) وقفہ III (T / 2) اس مدت میں ، دونوں سوئچ ایس₁اور ایس_دوآف اور ڈایڈڈی ہیں₁الٹا تعصب اور D میں ہے_دوفارورڈنگ میں تعصب ریورس تعصب کی حالت میں ہے۔ اس وقفہ میں ، شروع کرنے والا اپنی توانائی ڈایڈڈ ڈی کے ذریعے جاری کرتا ہے_دو. آؤٹ پٹ موجودہ اس کی مثبت زیادہ سے زیادہ قیمت (I) سے تیزی سے کم ہوتی ہے_{زیادہ سے زیادہ}) سے صفر۔

کے وی ایل لگانے سے ملے گا

آؤٹ پٹ وولٹیج V₀<0 The output current flows in the forward direction, therefore, i₀> 0 سوئچ موجودہ i_{ایس 1}= 0 اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= 0

(iv) وقفہ چہارم (ٹی 2) اس مدت میں ، سوئچ ایس₁آف ہے اور ایس ہے_دوبند ہیں اور ڈایڈس D₁اور ڈی_دوالٹا تعصب میں ہیں. اس وقفہ میں ، انڈکٹکٹر نے منفی زیادہ سے زیادہ قیمت (-I) پر چارج کیا_{زیادہ سے زیادہ}) سے صفر۔

کے وی ایل لگانے سے ملے گا

آؤٹ پٹ وولٹیج V₀<0 The output current flows in the opposite/reverse direction therefore i₀<0 switch current i_{ایس 1}= 0 اور ڈایڈڈ کرنٹ i_{ڈی 1}= 0

ہاف برج انورٹر کے آپریٹنگ موڈ

وقت کے وقفوں کا خلاصہ نیچے جدول میں دکھایا گیا ہے

سیریل نمبر	وقت وقفہ	ڈیوائس مرتب کرتا ہے	آؤٹ پٹ وولٹیج (V0 )	آؤٹ پٹ موجودہ ( میں0 )	موجودہ سوئچ (iایس 1 )	سوئچ ڈایڈڈ (iڈی 1 )
1	01	ڈی1	وی0> 0	میں0<0	0	- میں0
دو	t1	ایس1	وی0> 0	میں0> 0	میں0	0
3	ٹی / 2دو	ڈیدو	وی0<0	میں0> 0	0	0
4	tدو	ایسدو	وی0<0	میں0<0	0	0

آر ایل بوجھ کے ساتھ سنگل فیز آدھے پل انورٹر کے آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم کو نیچے دیئے گئے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔

آؤٹ پٹ وولٹیج لہرفارم سنگل فیز ہاف برج انورٹر R-L بوجھ کے ساتھ

ہاف برج انورٹر بمقابلہ فل برج انورٹر

نصف پل انورٹر اور فل پل پل انورٹر کے درمیان فرق ذیل ٹیبل میں دکھایا گیا ہے۔

سیریل نمبر	ہاف برج انورٹر “ڈی پی ڈی ٹی سوئچ آف آن۔ ”	فل برج انورٹر
1	نصف پل انورٹر میں کارکردگی زیادہ ہے	پُل پُل انورٹر میںبھی ،کارکردگی زیادہ ہے
دو	آدھے پل انورٹر میں آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم مربع ، ارد مربع یا PWM ہیں	فل برج انورٹر میں آؤٹ پٹ وولٹیج ویوفارم مربع ، ارد مربع یا پی ڈبلیو ایم ہیں
3	آدھے پل انورٹر میں چوٹی وولٹیج ڈی سی سپلائی وولٹیج کا نصف ہے	فل برج انورٹر میں چوٹی وولٹیج ڈی سی سپلائی وولٹیج کی طرح ہے
4	نصف پل انورٹر میں دو سوئچز شامل ہیں	مکمل پل انورٹر میں چار سوئچز شامل ہیں
5	آؤٹ پٹ وولٹیج E ہے0= ایڈی سی/ دو	آؤٹ پٹ وولٹیج E ہے0= ایڈی سی
6	بنیادی آؤٹ پٹ وولٹیج ای ہے1= 0.45 ایڈی سی	بنیادی آؤٹ پٹ وولٹیج ای ہے1= 0.9 ایڈی سی
7	اس قسم کا انورٹر دوئ پولر وولٹیج تیار کرتا ہے	اس طرح کا انورٹر مونوپولر وولٹیج تیار کرتا ہے

فوائد

سنگل فیز آدھے پل انورٹر کے فوائد ہیں

• سرکٹ آسان ہے
• لاگت کم ہے

نقصانات

سنگل فیز آدھے پل انورٹر کے نقصانات ہیں

• TUF (ٹرانسفارمر استعمال کی فیکٹر) کم ہے
• استعداد کم ہے

اس طرح ، یہ سب کچھ ہے آدھے پل انورٹر کا ایک جائزہ ، مزاحمتی بوجھ کے ساتھ آدھے پل انورٹر اور پورے پل انورٹر ، فوائد ، نقصانات ، سنگل فیز آدھے پل انورٹر کے درمیان فرق پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔ یہاں آپ کے لئے ایک سوال یہ ہے کہ آدھے پل انورٹر کی درخواستیں کیا ہیں؟