Invertterivaihe a teho invertteri on keskeinen osa tasavirran muuntamista vaihtovirtalähteeksi. Tässä vaiheessa käytetään kytkentäpiirejä, kuten transistoreita (IGBT), metallioksidikenttätransistoreja (MOSFET) ja muita tehopuolijohdelaitteita, joilla saavutetaan tarkka lähtöaaltomuodon säätö tarkan ohjaus- ja modulaatiotekniikan avulla.
Kytkinpiiri:
Invertterin ydin on kytkentäpiiri, joka kytkee tasavirtalähteen vaihtovirtalähteeksi kytkemällä kytkinlaitteen päälle ja pois. Yleisesti käytettyjä tehopuolijohdelaitteita ovat transistorit (yleensä IGBT:t) ja MOSFETit. Näitä kytkinlaitteita ohjataan tarkasti invertterissä halutun lähtöaaltomuodon simuloimiseksi.
Invertterin työjakso:
Invertterin toiminnan perusjakso sisältää kaksi vaihetta: johtamisvaiheen ja katkaisuvaiheen. Johtovaiheessa kytkinlaite kytketään päälle, jolloin virta kulkee; katkaisuvaiheessa kytkinlaite sammuu ja virta on estetty. Säätämällä päälle- ja poistumisajan suhdetta voidaan muuttaa lähtöaaltomuodon muotoa, taajuutta ja jännitettä.
Pulssin leveysmodulaatio (PWM):
Lähtöaaltomuodon laadun parantamiseksi invertterit käyttävät yleensä pulssinleveysmodulaatiotekniikkaa (PWM). PWM saavuttaa erittäin tarkan lähtöaaltomuodon ohjauksen säätämällä kytkinlaitteen työaikaa. Erityisesti PWM kytkee kytkinlaitteen tietyllä taajuudella ja simuloi vaadittua AC-aaltomuotoa säätämällä johtavuusaikaa kunkin kytkentäjakson sisällä.
Lähtöaaltomuodon ohjaus:
Invertterin suunnittelun ansiosta insinöörit voivat säätää lähtöaaltomuodon parametreja, mukaan lukien taajuutta, amplitudia ja vaihetta. Tämä joustavuus mahdollistaa invertterin mukauttamisen erilaisiin käyttötarpeisiin, esimerkiksi 50 Hz:n tehon tuottamiseen kodinkoneille tai 60 Hz:n teholle teollisuuslaitteisiin.
Invertterin tehokkuus ja häviöt:
Invertterivaiheen tehokkuus on keskeinen näkökohta suunnittelussa. Kytkentälaitteen päälle- ja poiskytkennän aikana tapahtuu tietty määrä energianhukkaa, ja vaihtosuuntaajan kokonaishyötysuhde riippuu näiden häviöiden ohjauksesta ja minimoinnista. Tehokkaat invertterit käyttävät yleensä edistyneitä tehopuolijohdelaitteita ja optimoituja PWM-ohjausstrategioita energian muunnostehokkuuden parantamiseksi.
Virran ja jännitteen ohjaus:
Invertterin ei tarvitse ainoastaan tuottaa tietyn muotoista aaltomuotoa, vaan sen on myös varmistettava lähtövirran ja jännitteen vakaus. Siksi ohjausjärjestelmän on seurattava lähtöä reaaliajassa ja säädettävä kytkinlaitteen toimintaa takaisinkytkentämekanismin avulla, jotta lähtöominaisuudet pysyvät vakaana.
