Ce este invertor de tensiune, cum funcționează, utilizarea de invertor
Pentru a converti DC la sursa de alimentare, folosind dispozitive electronice speciale numite invertoare. În cele mai multe cazuri, invertorul convertește tensiunea de curent continuu de o magnitudine la alta magnitudine de tensiune de curent alternativ.
Astfel, invertorul - un generator de tensiune schimbă periodic, forma de undă de tensiune poate fi puls sinusoidală sinusoidală sau aproximativă. Invertoarele sunt utilizate atât ca dispozitiv de sine stătător și ca parte a sistemelor de alimentare neîntreruptibile (UPS).
Ca parte a unei surse de alimentare neîntreruptibilă (UPS), invertoare face posibilă, de exemplu, pentru a obține o sursă de alimentare continuă pentru sistemele informatice, iar în cazul în care tensiunea de rețea este pierdut brusc, invertorul va începe imediat pentru a alimenta puterea computerului derivat din baterie de rezervă. Cel puțin, utilizatorul are timp să se închidă în mod corespunzător în jos și opriți calculatorul.
În dispozitive mai mari, sursa de alimentare neîntreruptibilă utilizate invertoare mai puternice cu baterii de mare capacitate, care pot hrăni autonom ceas consumatorii, indiferent de rețea, și atunci când rețeaua va reveni la normal, UPS-ul va comuta automat consumatorii direct la rețea, iar bateriile vor fi reîncărcate.
În tehnologia inverter de conversie a energiei de astăzi poate acționa doar ca un intermediar, în cazul în care funcția sa - pentru a converti tensiunea prin transformarea de frecvență înaltă (zeci la sute de kilohertzi). Din fericire, astăzi vă puteți rezolva această problemă cu ușurință, ca și pentru proiectarea și construcția inversor sunt disponibile ca switch-uri semiconductoare capabile să reziste la curenți de sute de amperi și circuite magnetice parametri necesari, si microcontrolere electronice invertor special concepute (inclusiv rezonanta).
la cerințele invertoare ca la alte dispozitive electrice, includ: eficiență ridicată, fiabilitate și posibile dimensiuni de gabarit mai mici și greutate. De asemenea, este necesar să reziste la nivelul admisibil invertor de armonici superioare în tensiunea de intrare, și nu cauzează interferențe inacceptabile la pulsul puternic al consumatorilor.
La sistemele cu surse „verzi“ de energie electrică (celule solare, turbine eoliene) direct într-o rețea comună de furnizare a energiei electrice utilizate Grid-tie - invertoare, capabile să funcționeze în sincronism cu rețeaua industrială.
În timpul funcționării, invertorul de tensiune, tensiunea de curent continuu se conectează periodic la circuitul de sarcină cu polaritate, frecvența conectării alternante și durata lor este generat de semnalul de comandă, care intră de la controler.
Controlerul în invertor sunt, de obicei un număr de funcții: reglarea tensiunii de ieșire, sincronizarea de switch-uri semiconductoare, de protecție a circuitului împotriva supraîncărcării. Fundamental invertoare sunt împărțite în: invertor autonom (invertor de curent și tensiune invertor) și invertoare asociate (rețea slave, Grid-tie, etc.)
Tastele inverter Semiconductor sunt controlate, au diode de by-pass inversă. Tensiunea la ieșirea invertorului în funcție de puterea actuală de sarcină este reglată automat schimbarea lățimii impulsului în unitatea invertor de înaltă frecvență, în cel mai simplu caz este un PWM (puls modulare lățime).
ieșire de tensiune joasă frecvență jumătate de valuri trebuie să fie simetrice față de circuitul de sarcină, în orice caz, nu au primit componentă semnificativă DC (pentru transformatoare este deosebit de periculos), această lățime a impulsului de joasă frecvență a blocului (în cel mai simplu caz) este constantă.
Ieșirea din tastele de control invertor utilizat algoritmul oferind o succesiune de structuri de circuit de putere: directa, scurt-circuitat, invers.
Oricum, puterea instantanee a valorii de sarcină la ieșire din invertorul are caracter de pulsații la dublul frecvenței, de aceea, sursa primară ar trebui să permită un mod de funcționare atunci când curge prin el curenții pulsatorii, și să reziste la nivelul interferenței corespunzătoare (intrarea invertorului).
În cazul în care primele invertoarele sunt exclusiv mecanice, dar astăzi există mai multe opțiuni pentru circuitul invertor pe bază de semiconductori și schemele tipice de toate trei: trotuar fără un transformator, push-pull transformator de ieșire cu un zero, un pod cu un transformator.
circuit punte fără transformator are loc în dispozitive neîntreruptibile de alimentare cu energie, cu putere de la 500 VA și invertoare în motoare. Push-pull circuit cu transformator de ieșire zero, utilizat la putere scăzută UPS (computer) de 500 VA, unde tensiunea în baterie de rezervă este de 12 sau 24 de volți. circuit punte cu un transformator este folosit în sursele de alimentare neîntreruptibile de putere mare (pentru unități și zeci de kVA).
Forma tensiunii de ieșire
Tensiunea invertor cu o formă dreptunghiulară, la ieșirea din grupul de chei revers diodă este comutată astfel încât să se obțină o tensiune alternativă în întreaga sarcină și pentru a asigura un mod de circulație controlată în circuitul de putere reactivă.
Pentru o tensiune de ieșire proporțională de a spune: durata relativă a impulsurilor de control sau defazajul între grupurile de chei de control semnale. Într-un mod de circulație de putere reactivă necontrolată, utilizatorul afectează forma și mărimea tensiunii de la ieșirea convertizorului.
Tensiunea invertor cu o formă în trepte la ieșire, un convertor preliminar de înaltă frecvență generează o curbă de tensiune unipolară în trepte, aproximativ în formă aproximativă pentru o sinusoidă cu o perioadă egală cu jumătate din perioada tensiunii de ieșire. Apoi circuitul de pod LF convertește curba în trepte unipolar în cele două jumătăți ale polaritate opusă a curbei, care seamănă cu aproximativ forma unei sinusoide.
Invertorul de tensiune cu o formă sinusoidală (sau aproape sinusoidal) a orificiului de ieșire, un convertor preliminar de înaltă frecvență generează o tensiune constantă este aproape în mărime cu amplitudinea de ieșire undă sinusoidală a viitorului.
După aceea, circuitul punte generează o tensiune de curent continuu de la un PWM de frecvență joasă de curent alternativ prin repetate când fiecare pereche de tranzistori care formează o ieșire la fiecare jumătate de ciclu sinusoidă se deschide de mai multe ori în timp ce variază sinusoidal. Apoi filtrul low-pass extrase din forma sinusoidală primită.
Scheme avansate invertoare invertoare HF
Cel mai simplu regim înainte invertoarele de mare de conversie sunt autogenereze. Ele sunt destul de simple în ceea ce privește implementarea tehnică și sunt eficiente la putere mică (10-20 wați) pentru a furniza sarcini nu sunt critice pentru procesul de alimentare cu energie. Oscilatoare de frecvență nu mai mare de 10 kHz.
Feedback-ul pozitiv în astfel de dispozitive obținute prin saturație magnetică a transformatorului. Dar pentru invertoare de mare putere, astfel de sisteme nu sunt acceptabile, deoarece pierderea chei crește, iar eficiența este obținut ca rezultat scăzut. Mai ales, orice scurt circuit la oscilațiile de ieșire lacrimi.
O mai bună de circuit preliminar convertoare de frecvență înaltă - un flyback (până la 150 W), push-pull (până la 500 W), jumătate de pod și punte (500 W), la controlerele PWM în cazul în care rata de conversie atinge sute de kilohertzi.
Tipuri de invertoare, moduri de operare
invertoare de tensiune monofazate sunt împărțite în două grupe: cei cu sine pur și ieșire o undă sinusoidală modificată. Cele mai multe dispozitive moderne permit crearea de rețele de undă simplificată (undă sinusoidală modificată).
undă sinusoidală pură este importantă pentru dispozitivele în care orificiul de intrare are un motor sau un transformator, sau în cazul în care un dispozitiv special, care funcționează numai cu intrare de undă sinusoidală pură.
invertoare trifazate sunt frecvent utilizate pentru a genera trei faze motoare de curent alternativ, de exemplu, pentru alimentarea unui motor asincron trifazat. În acest caz, înfășurările motorului sunt conectate direct la ieșirea convertizorului. invertor de putere este selectat pe baza valorii de vârf a acestora, pentru consumator.
În general, există trei modul de operare al invertorului: start-up, modul de lungă și de suprasarcină. Într-un mod de pornire (capacitatea de încărcare a frigiderului de pornire) de putere poate fi o fracțiune de secundă, de două ori mai mare decat valoarea nominala a convertizorului este acceptabil pentru majoritatea modelelor. Funcționarea continuă - invertorul nominal corespunzător. Mod de suprasarcină - atunci când puterea de consum de 1,3 ori mai mare decât valoarea nominală - în acest mod invertorul mediu poate funcționa timp de aproximativ o jumătate de oră.