شکل ۲-۱۰: طیف هماهنگی ولتاژ خروجی اینورتر ولتاژ تکفاز در حالت PWM : ( الف ) N=10 (ب) N=20 (m=1)
یک حالت اینورتر با abc2 مشخص می شود که در مجموع هشت حالت را از حالت صفر که تمامی سر های خروجی به سر سیم منفی ورودی dc وصل است تا حالت ۷ که همه آنها به سرسیم مثبت ولتاژ خروجی متصل می شوند تولید می کند.
به سادگی می توان نشان داد که ولتاژ های خروجی خط به خط لحظه ای _AB، v_BC،v_CA به صورت زیر بیان می شوند :

شکل ۲-۱۱:شکل موج جریان ورودی اینورتر ولتاژ تکفاز : ( الف ) حالت موج مربعی بهینه ، (ب) حالت PWM N=20 (m=1)
در سیستم سه فاز متعادل ، ولتاژ های خروجی خط به نول لحظه ای ، v_AN ، v_BN، v_CN به صورت زیر بیان می شوند .

که با ترکیب آن با معادله ۸ خواهیم داشت :

شکل ۲-۱۲: طیف هماهنگی جریان ورودی در اینورتر تکفاز : الف حالت موج مربعی بهینه ب) حالت حالت PWM N=20 (m=1)
معادلات ۲-۷ و ۲-۹ محاسبه ساده ولتاژ های خروجی خط به خط و خط به نول را برای حالت های مختلف اینورتر ممکن می سازند. جواب ها در جدول ۲-۳ آمده است . ولتاژ های خط به خط تنها سه مقدار ()

می توانند داشته باشند، در حالی که ولتاژ های خط به نول پنچ مقدار( (۰, , دارند.
اگر رشته حالت های ۵-۴-۳-۲-۱ به اینورتر تحمیل شده باشد ، که هر حالت به مدت یک ششم دوره مطلوب مولفه اصلی ولتاژ خروجی اعمال شود ، ولتاژ های خط به خط به نول شکل موج هایی مانند شکل ۲-۱۴ خواهند داشت . توجه داشته باشید که ولتاژ اگر چه سینوسی نیستند متعادل اند . در حالت موج مربعی کارکرد اینورتر که هر کلید اینورتر در هر سیکل ولتاژ خروجی تنها یک بار وصل و قطع می شود . عجیب نیست که بیشتر اینورتر های تریستوری قدیمی تنها در این حالت کار می کنند.
جدول ۲-۳: نتیجه ولتاژ خروجی خط به خط و خط به نول
شکل ۲-۱۳: اینورتر ولتاژ سه فاز
شکل ۲-۱۴: حالت ها ، متغییر های کلید زنی ، و شکل موج ولتاژ اینورتر ولتاژ سه فاز ،در حالت موج مربعی
مقدار اوج مولفه اصلی در ولتاژ خروجی خط به خط ، V_LL,1,p ، برابر با V_i1/1 V_i/ و در ولتاژ خط به نول V_LL,1,p برابر است با V_i64/0 V_i/2 است . هر دو این ولتاژ ها اعوجاج هماهنگی کل d_h یکسان و برابر با ۳۱/۰ را دارند. نسبت V_LL,1,p / V_i بیانگر بهره ولتاژ اینورتر است که در این حالت بزرگتر از یک است . همانند اینورتر تکفاز موج مربعی ، کنترل دامنه ولتاژ خروجی باید در طرف منبع تغذیه dc انجام شود . شکل موج های ولتاژ و جریان خروجی یک فاز اینورتر در شکل ۲-۱۵نشان داده شده است . این شکل موج های مشابه شکل موج های اینورتر تک فاز در حالت یکسان اند و سر شار از هماهنگی های مرتبه – پایین بجز هماهنگی های مضرب سه هستند . این هماهنگی ها ، همانند مورد جریان ورودی در یکسوکننده های سه فاز در ولتاژ و جریان های سه فاز متوازن وجود ندارند. یک نمونه جریان ورودی در شکل ۲-۱۶رسم شده است . جریان ورودی i_i به صورت زیر به جریان های خروجی اینورتر i_A، i_B ،i_C مرتبط می شود .

بیشتر اینورتر های جدید به کمک مدوله سازی پهنای پالس کنترل می شوند .
شکل ۲-۱۵ : شکل موج های ولتاژ و جریان خروجی اینورتر ولتاژ سه فاز در حالت کار موج مربعی ( بار RL )
شکل ۲-۱۶ : شکل موج جریان ورودی اینورتر ولتاژ سه فاز در حالت کار موج مربعی
به عنوان مثال یک روش PWM را که با قوانین کنترلی به دست می آید در نظر می گیریم .

که در آنها F(m,. قطار های پالس نمونه کلید زنی و شکل موج های ولتاژ های خروجی (m=0/75,N=12) در شکل ۲-۱۷ نشان داده شده اند. برای نمایش اثر زاویه بار بر جریان خروجی ، شکل موج های یکی از ولتاژ های خط به نول و جریان خروجی مربوط به آن در شکل ۲-۱۸رسم شده است . زاویع بار در شکل ۲-۱۸ (الف) ۳۰ درجه و شکل ۲-۱۸ (ب) ۶۰ درجه است . هرچه اندوکتانس بار بزرگتر باشد جریان هموار تر می شود .
شکل ۲-۱۷:شکل موج های متغییر کلید زنی و ولتاژ خروجی در اینورتر در یه حالت PWM (N=10 ,m=0/75)
شکل ۲-۱۸:شکل موج های ولتاژ و جریان خروجی در یک اینورتر سه فاز منبع ولتاژی در حالت PWM (بار RL)
الف ) زاویه بار ۳۰درجه ب) زاویه بار ۶۰ درجه (N=12 ,m=0/75)
شکل ۲-۱۹:شکل موج های ولتاژ و جریان خروجی در یک اینورتر سه فاز منبع ولتاژی در حالت PWM (بار RL)
الف ) زاویه بار ۳۰درجه ب) زاویه بار ۶۰ درجه (N=12 ,m=0/75)
شکل موج های جریان های ورودی مربوط به جریان خروجی شکل ۲-۱۸ در شکل ۲-۱۹رسم شده اند. جالب است که در فرکانس اصلی جریان ورودی در اینورتر های PWM سه برابر فرکانس خروجی است ، در حالی که همان طور که قبلاً ذکر شد ، در اینورتر هایی که در حالت موج مربعی کار می کنند ۶ برابر است . توجه کنید که به علت امکان وجود جریان ورودی منفی در اینورتر های ولتاژ استفاده از خازن رابط dc ضروری است . چون کلید های نیمرسانا در یکسو کننده نمی توانند چنین جریانی را هدایت کنند . به طور مشابه با اینورتر تکفاز که در بخش قبل تحلیل شد . جریان ورودی در حالت PWM در اینورتر تکفاز که در بخش قبل تحلیل شد جریان ورودی در حالت PWM در اینورتر سه فاز ، علاوه بر مولفه dc تعداد زیادی هماهنگی های مرتبه بالا دارد. بنابراین ، برای تضعیف محتوای هماهنگی فرکانس بالای جریان کشیده شده از منبع تغذیه المان های استفاده شده در رابط dc می توانند خیلی کوچکتر از آنهایی باشند که در حالت موج مربعی به کار می روند.
وقتی که از یکسوکننده دیودی استفاده می کنیم اینورتر ولتاژ امکان معکوس کردن جهت انتقال توان را ندارد. این موضوع در بعضی از کاربرد ها ، مانند راه اندازی های ac با سرعت قابل تنظیم که در آنها بار نیز قابلیت تولید توان نامطلوب است. بنابراین باید از یک مقاومت ترمزی مانند مقاومت به کار رفته در سیستم های برشگر در رابط dc و یا از یک یکسوکننده کنترل شونده استفاده کرد.
که در واقع به نوع بار و نوع کاربرد بستگی دارند خود اینورترهای تک فاز نیز دارای انواع مختلفی میباشند مانند اینورترهای نیم موج ، تمام موج و پوش پول که هر کدام در کاربردهای مخصوصی مورد استفاده دارند
همچنین از بابت نوع مدار تحریک عناصر کلیدی می توان اینورترها را به انواع زیر تقسیم بندی کرد:
اینورترهای موج مربعی که در این انواع عمل کنترل ولتاژ از طریق رکتیفایر کنترل میگردد تا اینکه دامنه موج AC خروجی را کنترل کند و اینورتر فقط عمل کنترل فرکانس را انجام می دهد . شکل موج خروجی در این حالت مربعی می باشد.
اینورترهای با مدولاسیون پالسی: در این سیستمها رکتیفایر معمولا بصورت دیودی بوده و عمل کنترل ولتاژ و فرکانس فقط توسط اینورتر صورت میگیرد . این کار از طریق اعمال الگوهای مختلف پالس به کلیدهای اینورتر صورت میگیرد . الگوهای مختلفی برای نزدیک تر کردن سیگنال خروجی به فرم سینوسی وجود دارند از جمله: PWM,SPWM,PAM,SVM,… که هرکدام درکاربردهای بخصوصی استفاده میگردند.

• • • • 1. 1. اینورتر از لحاظ تعداد سطوح:

         

         

     

     

اینورترهای دو سطحی: در این سیستمها شکل موج خروجی دارای دو سطح خروجی مثبت و منفی میباشد.