Jednofazowy falownik napięcia schemat, przebieg prądu i napięcia przy obciążeniu R-L.

Falownik napięcia służy do przekształcania napięcia stałego (jednokierunkowego) w napięcie przemienne o stałej bądź regulowanej wartości częstotliwości. W grupie układów jednofazowych falowników napięcia (półmostkowy, mostkowy, półmostkowy z transformatorem) najbardziej rozpowszechniony jest falownik mostkowy. Schemat ideowy tego układu, z uwzględnieniem realizacji łączników za pomocą elementów półprzewodnikowych w pełni sterowalnych (tyrystory) i diody przedstawiono na rysunku poniżej.

.......................................................................

//////////////////////////////////////////////

Najczęściej łączniki falownika załączane są cyklicznie na przemian parami Ł1 Ł4 i Ł2 Ł3 i znajdują się w stanie przewodzenia przez połowę okresu napięcia wyjściowego. W przypadku odbiornika o charakterze rezystancyjnym prąd ze źródła zasilania Ud płynie tylko w jednym kierunku i jest doprowadzany do odbiornika tylko przez elementy sterowane T1-T4 bez udziału diod zwrotnych.

Diody zwrotne są niezbędne do odbiorników o charakterze rezystancyjno-indukcyjnym i indukcyjnym. Ze względu na to, że wartość prądu w odbiorniku o charakterze indukcyjnym nie może ulec skokowej zmianie, prąd odbiornika będzie zachowywał dotychczasowy kierunek i zamknie się w obwodzie zawierającym diody zwrotne oraz źródło napięcia Ud.

.........................................................................

/////////////////////////////////////////////

Z reguły wartość napięcia wyjściowego falownika napięcia musi być stabilizowana na ściśle określonym poziomie bądź też zmieniana. W obu przypadkach regulację napięcia wyjściowego można uzyskać przez odpowiednia zmianę funkcji stanów przewodzenia łączników H. Prostokątne przebiegi czasowe napięcia wyjściowego falowników napięcia charakteryzują się dużą zawartością wyższych harmonicznych. Wskaźnikiem określającym odkształcenie przebiegu czasowego napięcia w odniesieniu do przebiegu sinusoidalnego jest tzw. współczynnik zawartości wyższych harmonicznych W celu ograniczenia zawartości wyższych harmonicznych i w związku z tym poprawy kształtu przebiegu czasowego napięcia odbiorników zasilanych z falowników napięcia stosuje się następujące środki:

-filtrację napięcia za pomocą filtrów indukcyjno-pojemnościowych,

-formowanie napięcia odbiornika przez sumowanie napięć wyjściowych kilku falowników pracujących z odpowiednim przesunięciem fazowym (tzw. modulacja według krzywej schodkowej)’

-formowanie przebiegu czasowego napięcia z wykorzystaniem techniki modulacji szerokości impulsów (PWM).