Harmonikler, frekansı temel dalganın tam katı olan bir dalga biçimindeki bileşenlerdir. İçin güç invertörleri Harmonik kontrol, çıkış AC dalga biçiminin kalitesini garanti altına almanın önemli bir unsurudur.
Harmonik oluşumunun nedenleri: Güç çeviricinin çalışması sırasında anahtarlama cihazlarının anahtarlanması, çıkış dalga formunun farklı frekanslarda harmonikler içermesine neden olacaktır. Bu harmonikler bağlı yük ekipmanlarında ve güç sistemlerinde parazite neden olabilir, dolayısıyla bu olumsuz etkileri azaltmak veya ortadan kaldırmak için harmonik kontrolü gereklidir.
Darbe Genişliği Modülasyonu (PWM): Darbe genişliği modülasyonu, harmonik kontrolün birincil yoludur. Anahtarlama cihazının açma-kapama zaman oranını ayarlayarak darbe genişliği modülasyonu, çıkış dalga formunun harmonik içeriğini etkili bir şekilde kontrol edebilir. İnverter bir darbe sinyali üretir ve darbenin genişliğini değiştirerek çıkış dalga formundaki harmoniklerin boyutunu kontrol eder.
Çok seviyeli invertör: Geleneksel invertörler genellikle iki seviyeli bir yapıyı benimser, yani çıkış dalga formunun seviyesi yalnızca yüksek veya düşük olabilir. Bununla birlikte, çok seviyeli invertörler daha fazla seviye kullanır ve çıkış dalga biçimine ek seviyeler ekleyerek harmonik içeriği azaltabilir. Bu çok seviyeli teknolojiler, çıkış dalga formunu daha iyi kontrol edebilen çok seviyeli PWM ve çok seviyeli darbe genişliği modülasyon teknolojisini içerir.
Filtre Tasarımı: İnvertör çıkışında harmonik filtreler kullanılarak da harmonik kontrolü sağlanabilmektedir. Bu filtreler tipik olarak belirli harmonik bileşenleri çıkış dalga biçiminden seçici olarak çıkaran LC filtreleridir. Harmoniklerin etkili bir şekilde azaltılmasını sağlamak için filtre tasarımının, invertörün çalışma frekansı ve yük gereksinimlerine göre dikkatli bir şekilde eşleştirilmesi gerekir.
Harmonik izleme ve geri bildirim: Gelişmiş güç çevirici sistemleri genellikle harmonik izleme ve geri besleme kontrol yetenekleriyle donatılmıştır. Sistem, çıkış dalga formunun gerçek harmonik içeriğini izleyerek, harmonik seviyelerini gerçek zamanlı olarak kontrol etmek için darbe genişliği modülasyonunu ve diğer parametreleri gerektiği gibi ayarlayabilir. Bu kapalı döngü kontrol sistemi, farklı yüklere ve çalışma koşullarına uyum sağlamaya ve çıkış dalga formunun kararlılığını korumaya yardımcı olur.
Minimum kayıp kontrolü: Harmonik kontrolün aynı zamanda invertörün kendi kaybını da dikkate alması gerekir. Bir invertör tasarlarken mühendislerin, invertörün kendisindeki enerji kayıplarını en aza indirirken harmonikleri kontrol edebilecek bir denge bulmaları gerekir. Bu, anahtarlama cihazlarının seçiminin optimize edilmesini, anahtarlama sıklığının azaltılmasını ve ısı dağıtım sistemlerinin iyileştirilmesini içerir.
