Как работает инвертор: Ошибка 404 — документ не найден

Содержание

Инверторы с чистым и модифицированным синусом для сети 220В и их работа с различными электроприборами

Содержание:

1.        Вступление. Описание рассматриваемых типов инверторов: трансформаторный, с вч преобразованием, с синусоидальной формой напряжения.
2.        Виды электроприборов с активным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.
3.        Виды электроприборов с индуктивным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.
4.        Виды электроприборов с емкостным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.
5.        Виды электроприборов с выпрямителем на входе и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.
6.        Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с различными типами нагрузок. Заключение.

1.        Вступление. Описание рассматриваемых типов инверторов: трансформаторный, модифицированный синус, чистый синус.


Инвертор- прибор преобразующий постоянное напряжение в переменное. Потребность в инверторах существует для решения задачи питания устройств для бытовой сети 220В 50Гц от источников постоянного напряжения, например аккумуляторов. С развитием электроники эта задача решалась все более сложными методами, дающими более качественные параметры выходной электроэнергии. Однако на практике применяются как современные, так и более архаичные приборы, поэтому рассмотрим основные типы инверторов в историческом порядке.
Первыми появились инверторы на основе трансформаторов работающих на частоте сети 50Гц. Блок-схема инвертора приведена на рис. №1.


Рис. №1. Блок-схема трансформаторного инвертора.

Источник энергии постоянного тока, в самом распространенном случае аккумулятор 12В, подключается к трансформатору через трехпозиционный коммутатор. Коммутатор представляет собой набор электронных ключей, обеспечивающий 3 состояния: к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания положительной полярностью, к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания отрицательной полярностью и состояние когда первичная обмотка закорочена. Последовательно переключая эти состояния, на первичной обмотке формируется переменное напряжение частотой 50Гц и амплитудой 12В. На вторичной обмотке трансформатора при этом формируется напряжение с той же частотой и формой, однако эффективное напряжение составляет 220В. Графики напряжения на трансформаторе приведены на рис. №2. Выходное напряжение снимается с вторичной обмотки, поэтому имеет такие же параметры.


Рис. №2. Графики напряжения на трансформаторе

Данная форма напряжения называется «модифицированная синусоида» и широко применяется в инверторах для сети 50Гц, поэтому параметры, описывающие ее, рассмотрены более подробно. Вообще параметры, задающие форму модифицированной синусоиды, это амплитуда выходного напряжения и коэффициент заполнения, показывающий отношение длительности импульса к периоду сигнала. Эти параметры задаются при конструировании инверторов. Из соображений того, что инвертор должен заменять сеть 220В 50Гц, обычно выбирается амплитудное значение напряжения модифицированной синусоиды такое же, как и в сети, то есть 311В. При этом, чтобы обеспечить эффективное напряжение 220в, такое же как и в сети, коэффициент заполнения получается 0.5. Однако в инверторе этого типа амплитуда выходного напряжения получается зависящей прямо пропорционально от напряжения источника. Если в качестве источника энергии используется аккумулятор, а это самый распространенный случай, то его напряжение при разряде понижается, и амплитуда модифицированной синусоиды на выходе преобразователя также понижается, соответственно понижается и эффективное значение напряжение на выходе преобразователя. Для того чтобы улучшить качество энергии на выходе преобразователя в этих условиях часто применяют схемы управления, которые изменяют коэффициент заполнения выходного напряжения таким образом, чтобы поддерживать эффективное напряжение неизменным. Например, инвертор, рассчитанный на напряжение источника 12В, работает от разряженного аккумулятора с напряжением 10В. При этом амплитудное напряжение на выходе снижается пропорционально до 259В. Схема управления изменяет коэффициент заполнения выходного напряжения до 0.72, при этом эффективное напряжение остается равным 220В. Однако форма напряжения и его амплитуда меняется, что может быть недопустимо для некоторых нагрузок, что будет показано далее.

Так как основным элементом инвертора этого типа является трансформатор 50Гц, возможности по миниатюризации, уменьшении материалоемкости и повышении эффективности работы инвертора весьма ограничены. Поэтому на основе современной элементной базы были разработаны инверторы с вч преобразованием. Блок-схема такого инвертора приведена на рис. №3.


Рис. №3. Блок-схема инвертора с вч преобразованием.
Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного преобразователя постоянного напряжения (dcdc преобразователь). Данный блок преобразует входное напряжение в напряжение, соответствующее амплитуде сетевого напряжения, 311В. Это преобразование происходит с помощью трансформатора, работающего на повышенной (десятки и сотни килогерц) частоте, поэтому габариты и материалоемкость инвертора значительно уменьшились. Выходное напряжение преобразователя подается на коммутатор, аналогичный коммутатору в инверторе трансформаторного типа. График выходного напряжения коммутатора имеет такой же вид, как и напряжение на выходе коммутатора в трансформаторном инверторе, однако амплитуда напряжения достигает 311В. Выход коммутатора является выходом инвертора, и график выходного напряжения соответствует напряжению на вторичной обмотке трансформатора в трансформаторном инверторе (рис.2). Соображения насчет формы выходного напряжения, изложенные выше, справедливы и для данного типа инвертора. Изменение же формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения может происходить либо нет, это зависит от топологии dcdc преобразователя. Если преобразователь стабилизированный, то при изменении входного напряжения выходное напряжение преобразователя не изменяется. При этом также форма и амплитуда выходного напряжения инвертора не изменяется. Однако существуют и более простые разновидности dcdc преобразователей, которые не являются стабилизированными, и выходное напряжение которых пропорционально входному. Для инверторов, собранных на основе таких преобразователей, справедливы заключения насчет изменения выходного напряжения для трансформаторных инверторов.

С развитием электроники появилась возможность создать инверторы с синусоидальной формой напряжения на основе вч преобразования электрической энергии. С помощью данных инверторов возможно получение выходного напряжения, удовлетворяющего стандартам на качество электроэнергии в энергетике, что невозможно для преобразователей ранее рассмотренных типов. Блок-схема инвертора приведена на рис. №4.


Рис. №4. Блок-схема инвертора с синусоидальным выходным напряжением.

Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного преобразователя постоянного напряжения, как и в инверторе с вч преобразованием, рассмотренном ранее. Выходное напряжение инвертора может быть различным в зависимости от конструкции, однако оно должно быть выше амплитудного напряжения сети, то есть выше 311В. Выходное напряжение преобразователя поступает на вч инвертор (dc/ac), представляющий собой управляемый понижающий импульсный преобразователь. Данный преобразователь может устанавливать на своем выходе напряжение по сигналу от схемы управления в диапазоне от нуля до напряжения питания, то есть до напряжения больше 311В. Вч инвертор обычно содержит два таких канала по мостовой схеме, таким образом, напряжение между их выходами может достигать от -311В до +311В, как и в сети 220В. Графики выходного напряжения по обоим выходным проводам и результирующее выходное напряжение инвертора представлены на рис. №5. Из графиков следует, что схема управления подает особый сигнал на каждый канал вч преобразователя, изменяющийся во времени таким образом, что выходное напряжение каждого канала вч преобразователя изменяется по синусоидальному закону с частотой 50Гц, и смещено по фазе на 180? между каналами. Напряжение же между выходами представляет собой синусоиду без постоянной составляющей амплитудой 311В. Изменение формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения не происходит вследствие того что либо dc/dc преобразователь либо вч инвертор исполняются стабилизированными, то есть выходное напряжение не зависит от входного.


Рис. №5. Графики напряжения на выходах инвертора.

2.        Виды электроприборов с активным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.

Электрические приборы с активным характером сопротивления распространены повсеместно. К ним относятся различные виды нагревательных приборов, а также осветительные приборы на основе ламп накаливания. Также распространены комбинированные нагрузки, в которых кроме основного потребителя с активным характером сопротивления присутствуют другие потребители с различным характером сопротивления, однако мощность этих потребителей значительно ниже. Например, нагревательный элемент со схемой контроля температуры. Такие нагрузки также можно считать приближенными к активными, степень приближения определяется отношением мощностей основной активной нагрузки и дополнительной не активной. Вообще активная нагрузка является наиболее простым видом нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора в любой момент времени, то есть при любом мгновенном значении выходного напряжения, ограничен и определяется законом Ома. Поэтому допустима любая форма выходного напряжения инвертора, например модифицированная синусоида. Также весь выходной ток инвертора идет на создание выходной активной мощности, поэтому эффективность работы (величина коэффициента полезного действия) инверторов любого типа будет максимальна при данном типе нагрузки.

Для корректной работы активных нагрузок важно лишь среднеквадратичное значение напряжения, а все рассмотренные ранее типы инверторов способны выдавать такое же среднеквадратичное напряжение, как и сеть 220В. Однако потенциально важным моментом для работы с активной нагрузкой является способность инвертора выдавать постоянное среднеквадратичное напряжение при изменяющемся напряжении питания. Все рассмотренные ранее типы инверторов имеют такую возможность при соответствующих функциях системы управления, однако каждая конкретная модель инвертора может иметь или нет подобную функцию.
Также нагрузки с активным характером сопротивления могут быть линейными или нелинейными, то есть сопротивление нагрузки может быть постоянным или меняющимся во времени. Типичным примером нелинейной нагрузки является лампа накаливания, причем отличие в сопротивлении в горячем и холодном состоянии может достигать 10 раз. При работе инвертора с таким типом нагрузки может возникать кратковременное, но значительное увеличение тока нагрузки. В этом случае возможна потеря работоспособности инвертора из-за срабатывания защиты по максимальному выходному току. Однако работа схемы защиты не зависит от типа преобразователя, поэтому различия между работой различных моделей инверторов будут происходить из-за различия в системах защиты, а не из-за принципиального различия в типах инверторов.
Различие между типами инверторов с различной формой        выходного напряжения можно оценить с помощью частотного анализа по гармоническому составу выходного напряжения. Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения содержат в спектре выходного напряжения только основную гармонику 50Гц. Инверторы же с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды содержат в спектре выходного напряжения также высшие нечетные гармоники значительной амплитуды. Так как форма выходного тока при активной нагрузке повторяет форму напряжения, то подобные заключения будут справедливы и про спектр выходного тока. Практически оценить различия в форме выходного тока можно по производимому им акустическому эффекту. Акустический эффект может иметь различную физическую природу, например сила Ампера, вынуждающая колебаться проводники с током, или магнитострикционный эффект в материалах, находящимся в магнитном поле, возбуждаемом током. Акустический эффект может возникать во всех участках последовательной выходной цепи, например в потребителе или соединительных проводах, или в самом инверторе. Человек способен на слух различать гармонический состав производимого акустического эффекта. Так, звук от инвертора с синусоидальной формой выходного напряжения ощущается как однотонный гудящий (низкочастотный) шум. А звук от инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды более тембрально окрашен, с выраженными обертонами, более походящий на стук.

3.        Виды электроприборов с индуктивным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.

Электрические приборы с индуктивным характером сопротивления часто встречаются в технике и в быту. К этим приборам относятся электровибрационные приборы, например бритвы и насосы, осветительные приборы с индуктивными балластами, электромеханические реле, электрические двигатели.
Реальная индуктивная нагрузка представляет собой частично чистую индуктивность и частично активную нагрузку. Для описания индуктивной нагрузки возможно использовать последовательную модель, в которой нагрузка представляется в виде последовательно соединенных индуктивности и сопротивления. Для описания соотношения влияния этих элементов на выходной ток преобразователя используют параметр «коэффициент мощности (КМ)», который определяет отношение активной мощности к полной мощности. При индуктивной нагрузке КМ<1. Таким образом, полная мощность, потребляемая нагрузкой с индуктивным характером сопротивления, будет больше, чем активная мощность, обычно указываемая на электроприборе в качестве номинальной. Поэтому индуктивная нагрузка представляет собой более сложный вид нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора идет как на создание выходной активной мощности, так и на запасание энергии в индуктивности (реактивная мощность). Потери энергии в инверторе при работе на нагрузку с индуктивным характером сопротивления будут больше чем при работе на нагрузку с активным характером сопротивления такой же номинальной (активной) мощности. Это очень важное свойство, поскольку часто при эксплуатации инверторов именно уровень потерь энергии, то есть тепловая мощность, нагревающая инвертор, является определяющей для обеспечения работоспособности. Однако для разных типов инверторов степень увеличения потерь при индуктивной нагрузке разная. Это связано с тем, что при различных топологиях построения инверторов путь выходного тока, нагревающего преобразователь, может быть различен и захватывать разное количество составных блоков преобразователя. Рассмотренные типы инверторов относительно данного вопроса разделяются на два вида: однокаскадные и двухкаскадные. Однокаскадным инвертором является трансформаторный инвертор. Выходной ток инвертора проходит через весь инвертор: через выходной трансформатор, в трансформированном виде через ключи инвертора и через источник входного напряжения. При этом нагреваются все вышеназванные компоненты цепи и потери велики. Отличием двухкаскадных инверторов является наличие внутреннего звена постоянного тока. Инвертор с вч преобразованием, с формой выходного напряжения как модифицированной синусоидой так и с чистым синусом, является двухкаскадным инвертором. Он содержит емкостной накопитель энергии на выходе dcdc преобразователя, через который протекает часть реактивного выходного тока. Поэтому через входную часть преобразователя, то есть через dcdc преобразователь и источник входного напряжения, протекает значительно меньшая величина переменного тока, и соответственно эти блоки инвертора меньше нагреваются. Поэтому двухкаскадные типы инверторов могут иметь КПД выше, чем однокаскадные для данного типа нагрузок.
При работе потребителей с индуктивным характером нагрузки от различных типов преобразователей проявляется различие эффективного тока нагрузки. Данный эффект существует потому что для индуктивной нагрузки кроме эффективного напряжения важно еще и среднее значение напряжения за период. Этот вывод следует из закона электромагнитной индукции, согласно которому размах амплитуды переменного тока на индуктивности пропорционален приложенным вольт — секундам (В*С). А среднее напряжение для синусоиды с эффективным напряжением 220В и для модифицированной синусоиды с пиковым напряжением 311В и эффективным напряжением 220В весьма различно и составляет 198В и 156В соответственно. Для определения численного значения различия эффективного тока и активной мощности нагрузки произведено моделирование в среде micro-cap, результаты которого представлены на рис.№6. В качестве нагрузки при моделировании использовалась RL цепочка с КМ=0.7, т.е. ее активное сопротивление и модуль индуктивного сопротивления равны и составляют по 100Ом (величина индуктивности 318мГ).


Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды


Активная энергия, выделяющаяся в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды

Рис. №6. Графики тока и потребления активной энергии при индуктивной нагрузке.

Из графиков следует, что активная энергия более эффективно потребляется при синусоидальном источнике напряжения, причем разница составляет 16%. Такая же разница будет и в активной мощности. То есть, если подключить нагрузку, предназначенную для работы от сети 220В к инвертору с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потребляемая активная мощность снизится на 16% . Эффективный ток при этом снизится на 9% . Для функционирования нагрузок данное понижение активной мощности будет иметь негативные последствия: электровибрационные приборы понизят механическую мощность, осветительные приборы будут светить тусклее.

4.        Виды электроприборов с емкостным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.

Электрические приборы с емкостным характером сопротивления редко применяются как законченный блок, однако часто встречаются как часть других электроприборов, например емкостные компенсаторы реактивной мощности или фазосдвигающие емкостные цепи для электродвигателей. Так как остальные виды нагрузок рассматриваются в других разделах, имеет смысл рассмотреть отдельно работу инверторов различных типов на реальную емкость. Модель реальной емкости учитывает потери энергии в сопротивлении выводов применяемых конденсаторов и представляет собой последовательно включенные идеальный конденсатор и эмулирующий сопротивление выводов резистор.
Сначала рассмотрим работу инвертора с формой выходного напряжения в виде чистой синусоиды на реальную емкость. Процессы, протекающие в этой цепи аналогичны процессам при работе такой же нагрузки от сети 220В. Как известно, конденсатор в цепи переменного тока представляет собой реактивную нагрузку, то есть полная мощность нагрузки большей частью состоит из циркулирующей от нагрузки к сети и обратно реактивной мощности и лишь небольшая часть полной мощности представляет собой активную мощность потерь. При этом полезный эффект нагрузки создает именно реактивная мощность, а активная мощность представляет собой паразитный эффект, нагревающий как саму нагрузку так и инвертор. Величина активной мощности, выделяющейся в инверторе, пропорциональна выходному сопротивлению инвертора.
Теперь же рассмотрим работу на такую же нагрузку инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды. Для получения наглядных результатов использовалось моделирование в среде micro-cap. Модель инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды представляет собой источник напряжения с формой модифицированной синусоиды и последовательно включенного сопротивления потерь Rг. Для сравнения использовалось моделирование схемы с той же самой нагрузкой, но работающей от источника переменного напряжения 220В 50Гц с таким же выходным сопротивлением. Схемы для моделирования представлены на рис. №7. Номиналы элементов типичны для обычных применений и составляют: Сн=10мкФ, Rн=Rг=1Ом.


Рис. №7. Схемы для моделирования в среде micro-cap
Результаты моделирования представлены на рис. №8. Из графиков тока нагрузки видно, что форма и амплитуда токов весьма различны. Ток нагрузки с синусоидальным источником напряжения имеет также синусоидальную форму и амплитуду 977мА, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 152А и весьма короткой (десятки микросекунд) длительностью. Такие различия обусловлены тем, что в случае с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды конденсатор заряжается от импульсного источника напряжения с высокой скоростью изменения напряжения, для которого конденсатор имеет низкое сопротивление. Поэтому напряжения на сопротивлениях потерь Rг и Rн в импульсе заряда велики и соответственно велики потери. Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 0.95Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 98Вт, то есть отличается в сто раз.


Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды


Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды
Рис. №8. Графики тока и энергии потерь для различных видов источников напряжения.

Можно показать, что мощность потерь при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды не зависит от сопротивления потерь, а только от величины конденсатора. Однако распределение потерь между инвертором и конденсатором пропорционально их внутренним сопротивлениям. Но в любом случае, такой высокий уровень пиковых токов и мощности потерь нежелателен как для инвертора, так и для нагрузки. Немногие типы конденсаторов для сети 220В способны работать с внутренними потерями в 100 раз большими, чем номинальные.
Также высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на емкость весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух.

5.        Виды электроприборов с выпрямителем на входе и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки.

Электрические приборы с выпрямителем на входе повсеместно встречаются в технике и в быту. К этим приборам относится бытовая электроника с трансформаторным или импульсным блоком питания. Эквивалентная схема подключения такой нагрузки представлена на рис №9. Источник питающего напряжения, в данном случае инвертор, представлен в виде генератора напряжения Vг с сопротивлением потерь Rг. Сам электрический прибор питается выпрямленным напряжением и представлен сопротивлением Rн. Блок питания электроприбора состоит из мостового выпрямителя и фильтрующего конденсатора Сн. Неидеальность конденсатора моделируется последовательным сопротивлением Rк. Сопротивление выпрямителя, входных проводников и трансформатора питания (в случае трансформаторного блока питания) моделируется последовательным сопротивлением Rп.


Рис. №9. Эквивалентная схема подключения электроприбора с выпрямителем на входе.

Работа такой нагрузки сильно отличается при использовании инверторов с различными видами выходного напряжения. Причина этого такая же, как и для емкостной нагрузки и заключается в том, что фильтрующий конденсатор Сн заряжается от входного источника напряжения. Если скорость изменения напряжения велика, как при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потери в элементах цепи увеличиваются многократно. Можно аналитически показать, что при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды общие потери энергии будут зависеть лишь от амплитуды переменной составляющей напряжения на конденсаторе Сн и величины емкости этого конденсатора, и не зависеть от величины сопротивлений Rг, Rп и Rк. От величины этих сопротивлений будет зависеть только распределение потерь среди элементов схемы.
Для получения наглядных результатов снова использовалось моделирование в среде micro-cap. Для сравнения использовалось моделирование схемы с одной и той же нагрузкой, но работающей от инвертора с синусоидальной формой напряжения 220В 50Гц и от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды. Номиналы элементов схемы для моделирования составляют: Rн=500Ом, Сн=47мкФ, Rг=Rп=Rк=1Ом. Такие номиналы типичны для блока питания бытовой электроники мощностью 150Вт, например телевизора. Результаты моделирования представлены на рис. №10. Из графиков выходного тока инвертора видно, что форма и амплитуда токов весьма различны для инверторов с различными видами выходного напряжения. Ток инвертора с синусоидальным источником напряжения имеет плавную форму и амплитуду 3.1А, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 20.2А и весьма короткой (сотни микросекунд) длительностью. Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 3.5Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 9.4Вт. Таким образом, общая мощность потерь при работе нагрузки от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды почти в 3 раза больше чем при работе той же нагрузки от инвертора с синусоидальной формой напряжения. Так как сопротивления потерь включены последовательно, распределение мощности потерь на каждом конкретном элементе будет тоже сохраняться, поэтому например сам инвертор будет выделять мощности в 3 раза больше, конденсатор и трансформатор блока питания также будут греться в 3 раза больше. Элементы бытовых приборов могут не иметь трехкратного запаса по выходной мощности и выйти из строя в результате питания от инверторов с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды.


График тока в нагрузке. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды


Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды
Рис. №10. Графики выходного тока инвертора и энергии потерь для различных видов инверторов.

Как и для емкостной нагрузки, для нагрузки с выпрямителем на входе, высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на нагрузку с выпрямителем на входе весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух. При этом производить звуковой эффект может любой элемент схемы, через который протекает выходной ток инвертора, этот элемент может находиться в инверторе или в подключаемом электроприборе, или в соединительных проводах.

6.        Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок. Заключение.

Для того чтобы систематизировать выявленные в предыдущих частях статьи отличия в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок была составлена табл. №1. Для сравнения акустического эффекта, тепловых потерь в нагрузке и эффективной мощности для одинаковых нагрузок в качестве отсчета была выбрана сеть переменного напряжения 220В 50Гц. Для сравнения потерь в инверторе разных типов, но с одинаковым выходным сопротивлением, в качестве отсчета был выбран инвертор с синусоидальной формой выходного напряжения.

Табл. №1. Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок.

. . Виды инверторов
Виды нагрузок Параметры Трансформаторный ВЧ модиф. синус Вч чистый синус
Активная Эффективная мощность Как при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В
. Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В
Индуктивная Эффективная мощность Меньше чем в сети 220В Меньше чем в сети 220В Как при работе от сети 220В
Емкостная Потери в нагрузке Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В
. Потери в инверторе Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения .
. Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В
С выпрямителем Потери в нагрузке Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В
. Потери в инверторе Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения .
. Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В

Как следует из таблицы, применять для питания всевозможных типов нагрузки, не опасаясь негативных эффектов возможно только инверторы с выходным напряжением в виде чистой синусоиды. Инверторы с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды, возможно применять без опасений для питания активных нагрузок при невысоких требованиях к акустическому эффекту.

Перейти в каталог Инверторы

Инвертор мостовой схема

Источник переменного тока используется практически для всех жилых, коммерческих и промышленных нужд. Но самая большая проблема переменного тока заключается в том, что его энергия не может быть запасена для будущего использования. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный ток, а затем постоянный ток сохраняется в аккумуляторах и ионисторах. И теперь, когда требуется переменный ток, постоянный ток снова преобразуется в переменный ток для работы приборов на основе переменного тока. Таким образом, устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором.


Поиск данных по Вашему запросу:

Инвертор мостовой схема

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работает ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Применение нулевых схем инверторов тока с квазирезонансной коммутацией


Существует несколько схем управления инвертором, входящим в состав сварочного преобразователя. Все они основаны на мостовом принципе. В качестве элементов управления используются транзисторные или тиристорные ключи, которые закрывают цепи при подаче напряжения.

В зависимости от типа используемых ключей, сварочный мостовой инвертор может быть выполнен по однополярной и двухполярной схеме. Наиболее популярны следующие схемы и их вариации: полный мост двухполярная схема. Ее разновидность — резонансный полный мост.

Ее разновидность — резонансный полумост. Эти три схемы и их вариации наиболее часто используются в сварочных инверторах, но не ограничивают другие принципы управления. Сварочный мостовой инвертор по классической схеме полного моста позволяет снять мощность в два раза больше чем с полумостом, при одинаковых значениях силы тока. Схема представлена на схеме 1. Транзисторные ключи полного моста открываются по диагонали, Т1 и Т3; Т2 и Т4. Когда одна пара ключей открыта, вторая пара запирается.

Высокочастотный трансформатор инвертора отслеживает амплитуду протекающего тока. Выходные параметры тока регулируются: изменением времени импульса, при неизменном напряжении по отсечки или изменением отсечного напряжения трансформатора, при постоянной длительности импульсов по времени.

Резонансный полный мост мало чем отличается от обычного. Полумост является однополярной схемой. Недостатком ее состоит в половинном питании по напряжению.

Этот недостаток используется в инверторах малой мощности с положительной стороны. Возможно использование меньшего размера магнитного сердечника без опасения достижения его насыщения. Транзисторные ключи полумоста работают в режиме переключения. Недостаточная по времени пауза может способствовать пробою транзисторов. Отличие резонансного полумоста от классической схемы состоит в том, что коммутация ключей происходит в нулевых точках по току и напряжению.

В этом случае необходимость использования драйверов отпадает. Резонансная схема позволяет обойти защиту по току, а ее падающая вольтамперная характеристика не нуждается в дополнительном формировании. Выходной ток ограничивается индуктивностью магнитопровода трансформатора в процессе намагничивания.

Резонансный принцип не позволяет избежать временных пауз в работе ключей. Не смотря на существенные различия схем, работа мостового инвертора основывается на использовании ключей в виде транзисторов или силовых тиристоров. Что нужно знать о устройства такого прибора как инвертор, используемый для сварочных работ, вы узнаете из этой статьи. Что такое сварочный инвертор, работающий по резонансному принципу, в чем его достоинства и недостатки, вы узнаете из этой статьи.

В этой статье вы узнаете основные, базовые принципы работы сварочных инверторов, которые необходимо знать для правильного использования аппаратов Дизельные генераторы.

Вилочные погрузчики. Сварочные трансформаторы. В качестве элементов управления. Самое интересное Инверторный дизельный генератор Для чего используется дизельные генераторы, Трехфазные дизельные генераторы Наиболее мощные дизельные генераторы всегда Все материалы на сайте защищены законом Гл.


3.2. Схема мостового инвертора напряжения

Основы электроники. Для преобразования постоянного тока в переменный применяют специальные электронные силовые устройства, называемые инверторами. Чаще всего инвертор преобразует постоянное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины. Таким образом, инвертор — это генератор периодически изменяющегося напряжения, при этом форма напряжения может быть синусоидальной, приближенной к синусоидальной или импульсной. Инверторы применяют как в качестве самостоятельных устройств, так и в составе систем бесперебойного электроснабжения UPS. В составе источников бесперебойного питания ИБП , инверторы позволяют, например, получить непрерывное электроснабжение компьютерных систем, и если в сети напряжение внезапно пропадет, то инвертор мгновенно начнет питать компьютер энергией, получаемой от резервного аккумулятора. По крайней мере, пользователь успеет корректно завершить работу и выключить компьютер.

Как создать и смоделировать полумостовую и мостовую схему инвертора в MATLAB.

Мостовая схема параллельного тиристорного инвертора. Принцип работы схемы

В цепях постоянного тока выключение тиристора обеспечивается путём включения параллельно тиристору ранее заряженного конденсатора с напряжением, полярность которого обратна по отношению к тиристору принудительная коммутация. По способу включения конденсатора С с нагрузкой тиристорные инверторы делят на: параллельные, последовательные и последовательно-параллельные. Выходной ток инвертора распределяется между нагрузкой и конденсатором, заряжая конденсатор полярностью, указанной на рисунке 2 без скобок. Конденсатор оказывается закороченным. Ток заряда конденсатора, протекая навстречу анодному току тиристоров VS1 и VS3, уменьшает его до 0 практически мгновенно из-за малости сопротивления в контуре разряда конденсатора через тиристоры. После падения анодного тока тиристоров VS1 и VS3 до 0 к ним прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе. VS1 и VS3 запираются. Конденсатор перезаряжается через VS2 и VS4, приобретая противоположную. Полярность, необходимую для осуществления коммутации на следующем полупериоде, когда включаются VS1 и VS3. Перезаряд конденсатора должен быть медленным.

Мостовая схема инвертора напряжения

Человечество оказалось для Земли страшнее астероида, убившего динозавров. Применение светодиодов в освещении становится все более популярным. В связи с этим в статье рассматриваются вопросы построения осветительных систем с использованием мощных светодиодов, а также причины востребованности таких систем. Проводится также краткий обзор источников питания компании Mean Well Тайвань для светодиодов, рассматриваются характеристики источников питания, даются рекомендации по их выбору.

В зависимости от специфики электромагнитных процессов различают инверторы тока и инверторы напряжения рис. В инверторах тока силовая цепь схемы подключается к источнику постоянного напряжения через дроссель L с большим индуктивным сопротивлением источник тока должен иметь большое сопротивление.

Мостовой инвертор

Существуют большое число вариантов построения схем инверторов. Исторически первыми были механические инверторы, которые в эпоху развития полупроводниковых технологий заменили более технологичные инверторы на базе полупроводниковых элементов, и цифровые инверторы напряжения. Но все же, как правило, выделяют три основные схемы инверторов напряжения:. Преобразователи напряжения. Поиск по сайту.

Мостовая схема параллельного тиристорного инвертора. Принцип работы схемы.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным мостовым транзисторным инверторам, применяемым в различных источниках питания. Технический результат — уменьшение габаритов силового согласующего трансформатора и снижение потерь за счет исключения постоянной составляющей в выходном напряжении мостового инвертора. Мостовой инвертор в виде однофазного транзисторного моста, шунтированного обратным диодным мостом, подключен диагональю постоянного тока к источнику питания, а диагональю переменного тока через силовой согласующий трансформатор к нагрузке. Система управления инвертором осуществляется от типового двухтактного широтно-импульсного модулятора, два компаратора на выходе которого управляют двумя диагональными парами транзисторов моста. Параллельно первичной обмотке силового согласующего трансформатора включена R-C цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора. К зажимам конденсатора через блок гальванической развязки подключен к входам интегратор напряжения, выход которого по принципу отрицательной обратной связи по постоянной составляющей напряжения инвертора соединен с третьим входом одного из компараторов. Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным автономным мостовым транзисторным инверторам. Регистрация патентов.

Сварочный мостовой инвертор. Существует несколько схем управления инвертором, входящим в состав сварочного преобразователя. Все они.

Применение нулевых схем инверторов тока с квазирезонансной коммутацией

Инвертор мостовой схема

Однофазная мостовая схема транзисторного автономного инвертора напряжения АИН , являющаяся одной из самых распространенных схем такого типа, удобна для первоначального изучения принципа действия инверторов напряжения, особенностей структуры схем и электромагнитных процессов в них. Упрощенная схема однофазного мостового транзисторного инвертора напряжения показана на рис. Следует особо подчеркнуть, что на этой схеме не показаны элементы устройства формирования траектории переключения силовых ключей, а также цепи формирования сигналов управления, без которых реальная схема инвертора неработоспособна.

В статье приводятся результаты исследований электромагнитных процессов в мостовом инверторе тока, выполненном на тиристорно-диодных силовых модулях. Исследования выполнены в демоверсии программы схемотехнического моделирования Micro-Cap 9. Схемотехническая модель силовых модулей автономного инвертора и системы управления мостовым резонансным инвертором разработана на основе PSpice описания ее компонентов. Результаты моделирования электромагнитных процессов в мостовом инверторе уточняют параметры силовых вентилей, необходимых при реновации источника питания ТВЧ-установок. От открытия вентильных свойств полупроводников в г.

Существует несколько схем управления инвертором, входящим в состав сварочного преобразователя.

Ощущение, что его 3 пьяных индуса за вечер написали. Да и скорость разработки он не увеличивает, если что-то ломается, то можно пару дней искать косяк в библиотеках. У меня много знакомых, кто с регистров ушли на HAL, а через пол года вернулись. Кстати да, интегрирование — отличная интерпретация. В следующий раз в таком виде и буду описывать. Спасибо за хорошую мысль!

Инвертированием называют процесс преобразования электрической энергии постоянного тока в переменный. Преобразователь, выполненный на базе полупроводниковых приборов и осуществляющий такое преобразование, называется инвертором. Автономным независимым инвертором является преобразователь, выходные параметры которого форма, амплитуда, частота выходного напряжения определяются схемой преобразователя, системой управления и режимом его работы в отличие от инвертора, ведомого сетью, выходные параметры которого определяются параметрами сети. Схема автономного инвертора изображена на рис.


Инвертор DC AC: назначение, схема и принцип работы | Журнал PClegko

Инвертор DC/AC преобразует постоянный ток в переменный. При этом может изменяться величина электрического напряжения. Устройство представляет собой отдельный прибор или является частью системы источников бесперебойного питания для различной аппаратуры. Может иметь контроллер заряда.

Для чего нужен инвертор DC/AC

Преобразователи AC/DC используются постольку, поскольку маломощные генераторы постоянного тока не могут эффективно питать современные приборы.

Развитие технологий требует применения усовершенствованных способов защиты данных и аппаратуры при внезапном отключении электричества.

К примеру, если ПК сталкивается с отключением сети, инвертор DC/AC и резервный аккумулятор образуют источник бесперебойного питания. Это позволяет безопасным образом закончить работу устройства.

DC – это постоянный ток, AC – переменный. Инвертор также служит промежуточным элементом в цепи преобразователей энергии. В этом случае прибор работает на высокой частоте в десятки и сотни килогерц.

Как работает инвертор DC AC

Переменное напряжение в инверторе образуется за счет частых подключений источника постоянного напряжения к противоположным клеммам нагрузки. Направление движения тока в результате чередуется.

Принцип работы станет понятнее, если представить, что к резистору попеременно то минусом, то плюсом подключается батарейка. Чередование должно осуществляться с высокой скоростью.

Существуют импульсные преобразователи следующих типов:

  • Механические. Преобразование постоянного тока в переменный происходит за счет частого переключения контактов.
  • Полупроводниковые. Отличаются более высокой эффективностью.
  • Цифровые. Используются на телекоммуникационной аппаратуре.

Инвертор генерирует осциллирующие (колебательные) импульсы. Форма выходного напряжения устройства DC/AC бывает:

Используется в высокоточных и сложных приборах, восприимчивых к качеству напряжения. Синусоида получается благодаря широтно-импульсной модуляции. Инверторы с такой формой напряжения являются очень дорогими.

  • Квазисинусоидной, или ступенчатой.

Это более дешевый вид импульсного преобразователя напряжения. Подходит для установки на нагревательные и осветительные приборы бытового назначения.

  • Импульсной, или прямоугольной.

Из-за особенностей такой синусоиды, смена полярностей происходит резко. Для обычного пользователя это означает, что использование дешевого преобразователя напряжения может привести к нежелательной поломке таких чувствительных устройств как холодильник или стиральная машина. Опасности также подвержена дорогостоящая видеоаппаратура, аудиотехника.

Что стоит учитывать, определяя эффективность преобразователя питания:

  • КПД;
  • допустимый Power Factor (PF), или коэффициент мощности;
  • качество напряжения на выходе;
  • допустимый пик-коэффициент, или Crest Factor;
  • перегрузочную способность устройства.

В каких режимах может работать инвертор DC/AC:

  • Перегрузка. В этом случае преобразователь способен до 30 минут отдавать такую мощность, которая до полутора раз превышает номинальную.
  • Длительная работа. Функционирование осуществляется при номинальной мощности инвертора.
  • Режим пусковой. Устройство отдает повышенную мощность на несколько миллисекунд. Это запускает электродвигатели.

Инвертор DC/AC не рассчитан на постоянное функционирование в режиме пиковой мощности на протяжении длительного промежутка времени.

Инвертирующая схема

Классификация DC/AC по исполнению схемы:

  • Трансформаторные инверторы.

Предназначены для питания устройств мощностью до 500 Вольт-Ампер (В·А). Имеют относительно простую схему. Нулевой вывод трансформатора дает 2 напряжения с противоположной фазой и одинаковым значением.

  • Мостовые инверторы напряжения.

Схемы без трансформатора используются в устройствах, работающих с мощностью выше 500 ВА, или на высоковольтных установках.

  • Комбинированные.

Включают в себя мостовую схему с трансформаторами. Эта особенность комбинированных инверторов позволяет выпускать преобразователи, обладающие обширным диапазоном мощностей. Они могут колебаться от единиц и до десятков кВА.

Приведем схемы указанных преобразователей напряжения:

Инвертор DC AC — разновидности

Какие существуют классы AC/DC преобразователей в зависимости от принципа их действия:

Называются также «ведомыми». Преобразуют электроэнергию, отдавая ее в сеть переменного тока. Этот принцип действия представляет собой полную противоположность выпрямителя (так зовется прибор, преобразующий переменный ток AC в DC).

Занимаются преобразованием электротока с регулируемой или неизменной частотой. Работают на нагрузку, не имеющую связи с сетью переменного тока.

Какими бывают автономные преобразователи напряжения AC/DC:

Форма выходного напряжения таких инверторов зависит от порядка коммутации силовых ключей. На входе имеет конденсатор с большой емкостью. Форма тока на выходе задается характером нагрузки. В большинстве источников бесперебойного питания AC/DC используются инверторы АИН.

В этом случае характером нагрузки определяется именно форма выходного электрического напряжения, а не тока. На советских аэродромах использовался стационарный преобразователь АПЧС-63У1.

Резонансные инверторы чаще всего применяются для получения высокочастотного напряжения (от 0,5 до 10 кГц). Обычно работают на нагрузке в 1 фазу. Часто эксплуатируются в области электротермии, на установках индукционного нагрева.

В зависимости от конструкции:

  • Однофазный инвертор DC/AC. Может иметь на выходе так называемый «чистый синус» или сигнал упрощенной формы.
  • Двухфазный. Часто используются на сварочных аппаратах.
  • Трехфазные инверторы чаще всего нужны для подачи соответствующего тока на электродвигатели. Высокомощные устройства этого типа устанавливаются в тяговых преобразователях.
  • Многофазные.

Чем отличается инвертор DC AC от конвертора

Инвертор напряжения преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), и наоборот. Устанавливается на промышленной технике, активно используется при работе с бытовыми приборами. Предназначен для подачи на устройства бесперебойного изолированного питания.

Инвертор DC AC используется также в сварочных аппаратах. Применение преобразователя позволяет уменьшить размеры и вес подобных приборов. Это способствует облегчению транспортировки и повышает удобство при эксплуатации данных устройств.

Существуют также приборы другого класса, предназначенные для понижения или повышения электрического напряжения переменного тока. Они называются «конвертеры» AC/AC.

Существуют и конвертеры DC/DC. Они преобразуют постоянное напряжение. Виды тока при этом не меняются. Будучи частью одной системы, они делают это таким образом, чтобы каждый отдельный аккумулятор получал именно то напряжение, которое ему нужно.

Где приобрести

Купить инвертор DC AC и оптроны можно в интернет-магазине «ТМ Электроникс». В каталоге представлен широкий выбор преобразователей.

Можно запросить звонок на сайте. Вам перезвонит менеджер и поможет сориентироваться в выборе продукции. Чтобы оформить заказ на сайте компании самостоятельно, добавьте товар в корзину и заполните форму.

Преимущества сотрудничества с «ТМ Электроникс»:

  • Быстрая доставка.

Товар распространяется по всей России. Доставим заказанный инвертор и любые сопутствующие электронные компоненты к терминалу транспортной компании или по указанному при оформлении покупки адресу. Курьер обязательно сообщит о своем приезде, если вы укажете свои контактные данные.

  • Богатый выбор продукции.

В наличии полупроводники, оптоэлектроника, трансформаторы, переключатели, кабели, компьютерные аксессуары и другие электронные комплектующие.

  • Гарантии качества.

Вся продукция сертифицирована. Полное соответствие существующим в сфере радиоэлектроники ГОСТам.

  • Качественный и надежный сервис, соответствующий европейским стандартам обслуживания.
  • Мы заказываем устройства и электронные компоненты к ним напрямую у производителя.

Это позволяет не завышать стоимость продукции и продавать технику по максимально выгодной для покупателя цене.

  • Техническая поддержка на русском языке.

Это обеспечивает покупателю удобство использования нашего сервиса на всех этапах сотрудничества.

  • Обширный опыт.

Поиск электронных компонентов под индивидуальные нужды каждого клиента. Осуществляется инженерная поддержка. Занимаемся подбором элементной базы.

  • Удобная оплата без комиссии. Купить инвертор можно онлайн, через электронный кошелек или по банковской карте.

Многолетний опыт позволяет нам предлагать покупателю только самый качественный товар. В TME продаются электронные компоненты от лучших зарубежных поставщиков.

Для посылок стандартных размеров предоставляем услугу бесплатной доставки. Условия пересылки крупногабаритных грузов рассчитываются отдельно. Возможен самовывоз из пунктов выдачи.

Читайте больше полезных и интересных статей в интернет-журнале PClegko.

Источник:

Инвертор DC AC: назначение, схема и принцип работы

Что такое синхронный инвертор?

Синхронный инвертор используется для распределения электроэнергии к электросети общего пользования и от нее, обычно называемой системой связи сети. По сути, этот электрический инвертор работает синхронно с локальной системой электросетей и позволяет эффективно контролировать и регулировать общее энергопотребление в доме или офисе. Например, если фотоэлектрические элементы использовались для выработки электроэнергии от солнца, синхронный инвертор выполняет преобразование электрической мощности из постоянного тока (постоянного тока) в переменный ток (переменного тока) для более легкого применения в повседневной работе.

Инвертор — это электрическое устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный. Переменный ток — это контролируемая электрическая энергия, которая питает телевизоры, микроволновые печи, персональные компьютеры и многие другие электрические устройства. Существует три основных типа инверторов: синхронный инвертор, многофункциональный инвертор и автономный инвертор. Большинство домов с альтернативными источниками энергии, кроме местной электросети, используют инверторы.

Основным преимуществом синхронного инвертора является то, что он позволяет использовать энергию из электросети, а также альтернативные источники энергии. Когда запасы альтернативной энергии истощаются, синхронный инвертор получает электроэнергию из основной электрической сети. В некоторых районах коммунальные предприятия допускают системы учета нетто, что означает, что если альтернативный источник энергии производит дополнительную электроэнергию, она может быть продана коммунальной компании.

Автономные инверторы, как следует из названия, являются основными устройствами для преобразования электроэнергии. Эти инверторы переключают электрическую энергию, запасенную в батареях, в полезный переменный ток. С другой стороны, многофункциональные инверторы представляют собой комбинацию синхронных инверторов и автономных инверторов. Эти системы электропитания позволяют использовать либо электроэнергию из электросети, либо аккумуляторную электроэнергию для бытовых или коммерческих нужд. Следовательно, многофункциональный инвертор может потреблять переменный ток от батарей, когда они полностью заряжены и после того, как они разряжены, инвертор автоматически переключается на электросеть.

При выборе электрического инвертора следует учитывать некоторые основные факторы, такие как требования к нагрузке и требования к максимальному входному и выходному напряжению, которые необходимы для эффективного выполнения требований нагрузки. Эти факторы помогут определить, является ли синхронный инвертор лучшим вариантом для электрической системы. Хотя не существует идеального решения для компонентов системы электропитания, знание различных типов электрических инверторов обеспечит выбор правильного устройства для системы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Сетевой инвертор — что это и как работает?

Сетевыми (или grid-tie) инверторами являются устройства, преобразующие постоянное (DC) напряжение от возобновляемых источников энергии (фотомодулей, ветроустановок или микроГЭС) в переменное (AC) напряжение, и передающие его напрямую в сеть 220 (или 380) В, тем самым снижая потребление электроэнергии от энергосетей.

Сетевые инверторы также называют синхронными преобразователями, так как они обладают отличительной особенностью — наличием синхронизации выходного напряжения и тока со стационарной сетью.

Таким образом, сетевой инвертор осуществляет преобразование постоянного тока от солнечных батарей и других возобновляемых источников энергии в переменный, с надлежащими значениями частоты и фазы для сопряжения со стационарной сетью. Как правило, преобразование осуществляется с помощью PWM — широтно-импульсной модуляции.

Принцип работы сетевого инвертора состоит в перетекании тока, синхронизированного по частоте и фазе, при этом напряжение инвертора должно быть чуть выше напряжения в сети. Это становится возможным с помощью замера и повышения напряжения на выходе сетевого инвертора до текущего значения потока выходной мощности от источника постоянного тока.

В целях безопасности сетевые инверторы оборудуются так называемой anti — islanding защитой: в случае выхода сети из строя, либо выхода уровней напряжения или частот за допустимые пределы, автоматический выключатель отключает выход от сети.

Срабатывание данного вида защиты зависит от настроек инвертора и условий сети. В худшем случае — если напряжение в сети опускается ниже 0,5 от номинального, а частота отклоняется на 0,5 -0,7 Гц от номинального значения, сетевой инвертор должен остановить процесс генерации электроэнергии в сеть не менее чем за 100 миллисекунд.

Для того, чтобы снизить потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, сетевые инверторы функционируют при высоких входных напряжениях – ближе к напряжению в сети. Кроме того, обычно они оборудованы встроенной системой отслеживания точки максимальной мощности солнечных батарей. Данная система слежения (Maximum Power Point Tracking (MPPT)) позволяет определять наиболее оптимальное соотношение напряжения и тока, снимаемых с солнечных модулей, тем самым позволяя получать максимум энергии при любых внешних изменениях метеоусловий, в результате этого генерация от солнечных панелей в сеть осуществляется даже в пасмурную погоду.

В настоящее время сетевые инверторы находят широкое применение для экономии электроэнергии на производствах, в офисах, в торговых центрах и т.п. Сетевые фотоэлектрические системы строятся на таких объектах мощностью от 500 Вт и выше.

Сетевые солнечные инверторы промышленного назначения используют для передачи энергии от возобновляемых источников энергии в 3-х фазную сеть. В настоящее время для промышленного использования производят сетевые инверторы мощностью до нескольких сотен кВт. Подобные  инверторы (преобразовательные станции) построены по модульному принципу, с целью минимизации потерь и извлечения максимальной эффективности использования солнечной энергии.

Основные характеристики сетевых инверторов

  • Номинальная выходная мощность – мощность, получаемая от данного инвертора.
  • Выходное напряжение – показатель, определяющий к какой сети по напряжению может быть подключен инвертор. Для небольших инверторов (бытового назначения) выходное напряжение обычно равно 240 В. Инверторы для промышленного назначения рассчитаны на 208, 240, 277, 400 или 480 В, кроме того их можно подключать к 3-х фазной сети.
  • Максимальная эффективность — наивысшая эффективность преобразования энергии, которую может обеспечить инвертор. Максимальный КПД большинства сетевых инверторов составляет более 94%, у некоторых — до 97%.
  • Взвешенная эффективность — средняя эффективность инвертора, этот показатель лучше характеризует эффективность работы инвертора. Этот показатель важен, так как инверторы, способные преобразовывать энергию при различных выходных напряжениях переменного тока, имеют разную эффективность при каждом значении напряжения.
  • Максимальный входной ток — максимальное количество постоянного тока, которое может преобразовывать инвертор. В случае, если какой-либо возобновляемый источник (например, солнечная панель) будет производить ток, превышающий это значение, сетевой инвертор его не использует.
  • Максимальный выходной ток — максимальный непрерывный переменный ток, производимый инвертором. Этот показатель используют для определения минимального (номинального) значения перегрузки по току устройств защиты (к примеру, выключателей или предохранителей).
  • Диапазон отслеживания напряжения максимальной мощности — диапазон напряжения постоянного тока, в котором будет работать точка максимальной мощности сетевого инвертора.
  • Минимальное входное напряжение — минимальное напряжение, необходимое для включения инвертора и его работы. Этот показатель особенно важен для солнечных систем, так как разработчик системы должен быть уверен, что для произведения этого напряжения  в каждой цепочке последовательно соединено достаточное количество солнечных модулей.
  • Степень защиты IP (или код исполнения) – характеризует степень защиты корпуса от проникновения внешних твердых предметов (первая цифра), а также воды (вторая цифра)

Как инверторы преобразуют постоянный ток в переменный?

Одно из самых значительных сражений 19 века велось не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества который питает наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменный ток (AC), система, поддерживаемая его заклятый соперник Никола Тесла (1856–1943).Эдисон испробовал все виды изощренные способы убедить людей, что переменный ток слишком опасен, от убить слона электрическим током, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле за вынесение смертного приговора. Несмотря на это, Система Теслы победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе. власть с тех пор.

Единственная проблема в том, что многие из наших приборов предназначены для работы с переменным током, небольшие электрогенераторы часто производят постоянный ток. Тот означает, что если вы хотите запустить что-то вроде устройства с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое будет преобразовывать Преобразователь постоянного тока в переменный — так называемый инвертор.Давайте поближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: подборка электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например солнечными батареями и микроветряными турбинами. Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерство энергетики США/NREL (DoE/NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естественных наук объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный).Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, марширующих вместе с пакетами электрической энергии в одном и том же как муравьи переносят листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде обычного фонарика, где у нас есть схема ( непрерывная электрическая петля), соединяющая батарею, лампу и выключатель и электрическая энергия систематически передается от батареи к лампу, пока вся энергия батареи не будет исчерпана.

В более крупных бытовых приборах электричество работает по-другому.Источник питания, поступающий от розетки в вашей стене, основан на переменный ток (AC), где электричество переключается направлении примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, при частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из розетки, получают, скажем, несколько миллиметров вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добираются до лампы на вашем столе, чтобы сделать это загораться?

Ответ на самом деле очень прост.Представьте себе кабели бегущий между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы щелкаете выключателем, все электроны заполняют кабель вибрировать взад-вперед в нити накала лампы — и это быстрое перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и делает свечение лампочки. Электроны не обязательно должны бегать по кругу, чтобы переносить энергию: в АС они просто «бегут на месте».

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад по место. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

Что такое инвертор?

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Вестингауза, босса компании «Вестингауз Электрик Компани») заключается в том, что Большинство приборов, которые есть в наших домах, специально разработаны для работы от сети переменного тока. Приборы, которые нуждаются в постоянном токе, но должны потреблять энергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строятся из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас есть батарея в фонарик и переключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночный автомобиль на трассе. Что теперь если вынуть батарею и перевернуть. Предполагая, что это соответствует в противном случае он почти наверняка по-прежнему будет питать фонарик, и вы не заметите никакой разницы в свете, который вы получаете, но электрический ток на самом деле будет течь в противоположном направлении.Предположим, вы имели молниеносные руки и были достаточно ловки, чтобы продолжать батареи 50-60 раз в секунду. Тогда вы были бы своего рода механическим инвертор, превращающий постоянный ток батареи в переменный с частотой 50–60 герц.

Фото: Типичный электроинвертор. Этот сделан Xantrex/Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/NREL (DoE/NREL).

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не совсем работают. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные переключатели, которые включаются и выключаются на высокой скорости, чтобы изменить направление тока направление.Подобные инверторы часто производят то, что известно как прямоугольный выходной сигнал: ток течет либо в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные перепады напряжения весьма опасны для некоторых видов электрооборудования. В обычном источнике переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для получения такого плавно изменяющегося выходного переменного тока от вход постоянного тока.В них используются электронные компоненты, называемые катушками индуктивности и конденсаторы для постепенного увеличения и уменьшения выходного тока чем резкое включение/выключение выходного прямоугольного сигнала, который вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы также можно использовать с трансформаторами для изменения Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (либо выше, либо ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из закона сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут отдать больше энергии, чем потребляют в и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла, когда электричество течет через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя базовая физика говорит нам, что некоторая энергия — пусть даже небольшая — всегда куда-то пропало!

Как работает инвертор?

Мы только что сделали очень общий обзор инверторов, а теперь давайте еще раз кратко рассмотрим его. немного подробнее.

Представьте, что вы батарея постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас произвести AC вместо этого. Как бы вы это сделали? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, давал бы импульсы постоянного тока, что хотя бы половину работы.Чтобы сделать правильный переменный ток, вам понадобится переключатель, который позволил полностью реверсировать ток и сделать это примерно на 50‐60 раз каждую секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую свои контакты туда и обратно более 3000 раз в минуту. Вот какая аккуратная работа пальцами вам понадобится!

По сути, старомодный механический инвертор сводится к коммутационному блоку подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили нашу статья о трансформаторах, вы знаете, что они электромагнитные устройства, преобразующие переменный ток низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения или наоборот, с помощью двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанных вокруг общего железного ядра.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой автоматический механизм переключения, переключающий входящий постоянный ток туда и обратно в первичном, просто перевернув контакты, и это создает переменный ток во вторичном, поэтому он не так сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал над. Коммутационное устройство работает примерно так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, оно намагничивает переключатель, потянув его открыть и выключив его на очень короткое время.Пружина тянет за обратно в положение, снова включив его и повторив процесс — снова и снова.

Анимация: Основная концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красная и синяя) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она многократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому на вход трансформатора поступает переменный ток вместо постоянного.Это повышающий трансформатор с большим количеством витков во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он повышает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость, с которой вращается диск, определяет частоту переменного тока на выходе. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Инвертор, настроенный таким образом, будет давать очень грубый прямоугольный сигнал на выходе.

Типы инверторов

Если вы просто включите и выключите постоянный ток или перевернете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге получите, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направлении и обратно.Нарисуйте график силы тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество варьируется таким образом, технически , переменный ток, это совсем не то, что переменный ток поставляемый в наши дома, который изменяется в гораздо более плавной волнистая синусоида). В общем, здоровенный бытовая техника в наших домах, использующая грубую энергию (например, электрическая обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) все равно какую форму волны они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны действительно не беспокоят их.Электронные устройства, вкл. с другой стороны, гораздо более суетливы и предпочитают более плавный ввод они получаются из синусоиды.

Надпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы на дереве работы Саронга, около 1906 г., любезно предоставлена ​​Библиотекой Конгресса США.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы с истинной / чистой синусоидой (часто сокращается до PSW) и модифицированные/квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW).В виде их название предполагает, что настоящие инверторы используют то, что называется тороидальным (бубликообразные) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянного тока в плавно меняющийся переменный ток очень похоже на подлинную синусоиду, обычно поставляемую в наши дома. Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источника, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радиоприемники и стереосистемы.

Модифицированные синусоидальные инверторы, с другой стороны, используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) для производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде) и хотя они подходят для доставки мощность здоровенным электроприборам, они могут вызывать и вызывают проблемы с тонкой электроникой (или что-нибудь с электронным или микропроцессорным контроллером), так что, как правило, это означает, что они не подходят для таких вещей, как ноутбуки, медицинское оборудование, цифровое часы и умные домашние устройства.Также, если подумать, их закругленная площадь волны обеспечивают большую мощность для устройства в целом, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает, что существует некоторый риск перегрева инверторов MSW. С положительной стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоиду (синяя), чем на прямоугольную (оранжевая), но все же включает внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она приближается к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономные блоки с аккумулятором, они полностью независимы от сети, другие (известные как интерактивные инверторы или инверторы, связанные с сетью ) специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель обратно в сеть с точно правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель — генерировать собственную силу. это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения, ведь если ваш подключение к сети пропадает, и вы не производите электричество самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные батареи не работают), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно бессильны — настолько же беспомощны, насколько вы были бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют бимодальные инверторы или двунаправленные инверторы , которые могут работать либо в автономном, либо в сетевом режиме (но не в обоих режимах одновременно). С у них есть дополнительные детали, они, как правило, более громоздкие и более дорого.

На что похожи инверторы?

Инверторы могут быть очень большими и тяжелыми, особенно если они имеют встроенный батарейные блоки, чтобы они могли работать автономно. Они тоже выделяют много тепла, поэтому у них большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы.Как вы можете видеть на нашей верхней фотографии, типичные размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; более крупные единицы выглядят немного похоже на банк автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше переносные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно вставить в прикуриватель розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Фото: Микроинверторы — это небольшие компактные инверторы, обычно используемые для преобразования выходного постоянного тока одной фотоэлектрической солнечной панели в переменный ток, который можно подавать прямо в энергосистему.Другими словами, каждая панель имеет свой микроинвертор. На этой фотографии показаны шесть микроинверторов Enphase IQ 6, проходящих испытания в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL). Они подключены к Интернету, что означает, что вы можете отслеживать их работу через веб-браузер. и отследить, как он меняется со временем. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Точно так же, как электроприборы различаются по мощности, которую они потребляют, инверторы различаются по мощности. в мощности, которую они производят. Как правило, на всякий случай нужен инвертор номиналом примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять.Это допускает тот факт, что некоторые бытовые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют пиковую мощность при первом включении. Пока инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это важно отметить, что они на самом деле не предназначены для работы на пике мощность в течение длительного времени.

Как инверторы преобразуют постоянный ток в переменный?

Одно из самых значительных сражений 19 века велось не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества который питает наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменный ток (AC), система, поддерживаемая его заклятый соперник Никола Тесла (1856–1943). Эдисон испробовал все виды изощренные способы убедить людей, что переменный ток слишком опасен, от убить слона электрическим током, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле за вынесение смертного приговора.Несмотря на это, Система Теслы победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе. власть с тех пор.

Единственная проблема в том, что многие из наших приборов предназначены для работы с переменным током, небольшие электрогенераторы часто производят постоянный ток. Тот означает, что если вы хотите запустить что-то вроде устройства с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое будет преобразовывать Преобразователь постоянного тока в переменный — так называемый инвертор. Давайте поближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: подборка электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например солнечными батареями и микроветряными турбинами.Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерство энергетики США/NREL (DoE/NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естественных наук объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный). Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, марширующих вместе с пакетами электрической энергии в одном и том же как муравьи переносят листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде обычного фонарика, где у нас есть схема ( непрерывная электрическая петля), соединяющая батарею, лампу и выключатель и электрическая энергия систематически передается от батареи к лампу, пока вся энергия батареи не будет исчерпана.

В более крупных бытовых приборах электричество работает по-другому. Источник питания, поступающий от розетки в вашей стене, основан на переменный ток (AC), где электричество переключается направлении примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, при частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из розетки, получают, скажем, несколько миллиметров вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добираются до лампы на вашем столе, чтобы сделать это загораться?

Ответ на самом деле очень прост.Представьте себе кабели бегущий между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы щелкаете выключателем, все электроны заполняют кабель вибрировать взад-вперед в нити накала лампы — и это быстрое перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и делает свечение лампочки. Электроны не обязательно должны бегать по кругу, чтобы переносить энергию: в АС они просто «бегут на месте».

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад по место. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

Что такое инвертор?

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Вестингауза, босса компании «Вестингауз Электрик Компани») заключается в том, что Большинство приборов, которые есть в наших домах, специально разработаны для работы от сети переменного тока. Приборы, которые нуждаются в постоянном токе, но должны потреблять энергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строятся из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас есть батарея в фонарик и переключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночный автомобиль на трассе. Что теперь если вынуть батарею и перевернуть. Предполагая, что это соответствует в противном случае он почти наверняка по-прежнему будет питать фонарик, и вы не заметите никакой разницы в свете, который вы получаете, но электрический ток на самом деле будет течь в противоположном направлении.Предположим, вы имели молниеносные руки и были достаточно ловки, чтобы продолжать батареи 50-60 раз в секунду. Тогда вы были бы своего рода механическим инвертор, превращающий постоянный ток батареи в переменный с частотой 50–60 герц.

Фото: Типичный электроинвертор. Этот сделан Xantrex/Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/NREL (DoE/NREL).

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не совсем работают. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные переключатели, которые включаются и выключаются на высокой скорости, чтобы изменить направление тока направление.Подобные инверторы часто производят то, что известно как прямоугольный выходной сигнал: ток течет либо в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные перепады напряжения весьма опасны для некоторых видов электрооборудования. В обычном источнике переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для получения такого плавно изменяющегося выходного переменного тока от вход постоянного тока.В них используются электронные компоненты, называемые катушками индуктивности и конденсаторы для постепенного увеличения и уменьшения выходного тока чем резкое включение/выключение выходного прямоугольного сигнала, который вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы также можно использовать с трансформаторами для изменения Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (либо выше, либо ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из закона сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут отдать больше энергии, чем потребляют в и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла, когда электричество течет через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя базовая физика говорит нам, что некоторая энергия — пусть даже небольшая — всегда куда-то пропало!

Как работает инвертор?

Мы только что сделали очень общий обзор инверторов, а теперь давайте еще раз кратко рассмотрим его. немного подробнее.

Представьте, что вы батарея постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас произвести AC вместо этого. Как бы вы это сделали? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, давал бы импульсы постоянного тока, что хотя бы половину работы.Чтобы сделать правильный переменный ток, вам понадобится переключатель, который позволил полностью реверсировать ток и сделать это примерно на 50‐60 раз каждую секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую свои контакты туда и обратно более 3000 раз в минуту. Вот какая аккуратная работа пальцами вам понадобится!

По сути, старомодный механический инвертор сводится к коммутационному блоку подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили нашу статья о трансформаторах, вы знаете, что они электромагнитные устройства, преобразующие переменный ток низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения или наоборот, с помощью двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанных вокруг общего железного ядра.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой автоматический механизм переключения, переключающий входящий постоянный ток туда и обратно в первичном, просто перевернув контакты, и это создает переменный ток во вторичном, поэтому он не так сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал над. Коммутационное устройство работает примерно так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, оно намагничивает переключатель, потянув его открыть и выключив его на очень короткое время.Пружина тянет за обратно в положение, снова включив его и повторив процесс — снова и снова.

Анимация: Основная концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красная и синяя) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она многократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому на вход трансформатора поступает переменный ток вместо постоянного.Это повышающий трансформатор с большим количеством витков во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он повышает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость, с которой вращается диск, определяет частоту переменного тока на выходе. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Инвертор, настроенный таким образом, будет давать очень грубый прямоугольный сигнал на выходе.

Типы инверторов

Если вы просто включите и выключите постоянный ток или перевернете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге получите, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направлении и обратно.Нарисуйте график силы тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество варьируется таким образом, технически , переменный ток, это совсем не то, что переменный ток поставляемый в наши дома, который изменяется в гораздо более плавной волнистая синусоида). В общем, здоровенный бытовая техника в наших домах, использующая грубую энергию (например, электрическая обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) все равно какую форму волны они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны действительно не беспокоят их.Электронные устройства, вкл. с другой стороны, гораздо более суетливы и предпочитают более плавный ввод они получаются из синусоиды.

Надпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы на дереве работы Саронга, около 1906 г., любезно предоставлена ​​Библиотекой Конгресса США.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы с истинной / чистой синусоидой (часто сокращается до PSW) и модифицированные/квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW).В виде их название предполагает, что настоящие инверторы используют то, что называется тороидальным (бубликообразные) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянного тока в плавно меняющийся переменный ток очень похоже на подлинную синусоиду, обычно поставляемую в наши дома. Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источника, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радиоприемники и стереосистемы.

Модифицированные синусоидальные инверторы, с другой стороны, используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) для производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде) и хотя они подходят для доставки мощность здоровенным электроприборам, они могут вызывать и вызывают проблемы с тонкой электроникой (или что-нибудь с электронным или микропроцессорным контроллером), так что, как правило, это означает, что они не подходят для таких вещей, как ноутбуки, медицинское оборудование, цифровое часы и умные домашние устройства.Также, если подумать, их закругленная площадь волны обеспечивают большую мощность для устройства в целом, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает, что существует некоторый риск перегрева инверторов MSW. С положительной стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоиду (синяя), чем на прямоугольную (оранжевая), но все же включает внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она приближается к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономные блоки с аккумулятором, они полностью независимы от сети, другие (известные как интерактивные инверторы или инверторы, связанные с сетью ) специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель обратно в сеть с точно правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель — генерировать собственную силу. это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения, ведь если ваш подключение к сети пропадает, и вы не производите электричество самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные батареи не работают), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно бессильны — настолько же беспомощны, насколько вы были бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют бимодальные инверторы или двунаправленные инверторы , которые могут работать либо в автономном, либо в сетевом режиме (но не в обоих режимах одновременно). С у них есть дополнительные детали, они, как правило, более громоздкие и более дорого.

На что похожи инверторы?

Инверторы могут быть очень большими и тяжелыми, особенно если они имеют встроенный батарейные блоки, чтобы они могли работать автономно. Они тоже выделяют много тепла, поэтому у них большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы.Как вы можете видеть на нашей верхней фотографии, типичные размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; более крупные единицы выглядят немного похоже на банк автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше переносные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно вставить в прикуриватель розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Фото: Микроинверторы — это небольшие компактные инверторы, обычно используемые для преобразования выходного постоянного тока одной фотоэлектрической солнечной панели в переменный ток, который можно подавать прямо в энергосистему.Другими словами, каждая панель имеет свой микроинвертор. На этой фотографии показаны шесть микроинверторов Enphase IQ 6, проходящих испытания в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL). Они подключены к Интернету, что означает, что вы можете отслеживать их работу через веб-браузер. и отследить, как он меняется со временем. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Точно так же, как электроприборы различаются по мощности, которую они потребляют, инверторы различаются по мощности. в мощности, которую они производят. Как правило, на всякий случай нужен инвертор номиналом примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять.Это допускает тот факт, что некоторые бытовые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют пиковую мощность при первом включении. Пока инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это важно отметить, что они на самом деле не предназначены для работы на пике мощность в течение длительного времени.

Как работает инверторный кондиционер?

Если вы прослушали несколько рекламных роликов о кондиционерах или провели небольшое исследование перед покупкой, вы, вероятно, уже сталкивались с термином «инвертор». инвертор в вашей системе кондиционирования воздуха или это просто большой маркетинговый ход?

Кажется, что каждый раз, когда вы открываете листовку с электрооборудованием или включаете телевизор, вы видите рекламу инверторной технологии и преимуществ использования электрооборудования с инверторными компрессорами.Но что означает инвертор для повседневного потребителя, как он может помочь вам с вашими эксплуатационными расходами и является ли возможность выбора электрических приборов с инверторной технологией просто причудой?

В этой статье мы рассмотрим, что такое инвертор, преимущества покупки системы с инвертором и то, как ваша инверторная технология может помочь вам контролировать скорость и функциональность вашей системы кондиционирования воздуха, чтобы обеспечить идеальный климат. контроль круглый год.

Что такое инверторный кондиционер?

Во-первых, что такое инверторный кондиционер и почему он такой модный?

Короткий ответ: инвертор — это надежная часть технологии кондиционирования воздуха, которая работает для управления скоростью двигателя компрессора в вашей системе переменного тока, работая для постоянного поддержания температуры вашей системы.

Инвертор имеет переменную частоту, что означает, что вы можете контролировать скорость и мощность нагрева и охлаждения, чтобы вы могли равномерно распределять нагрев или охлаждение в течение всего процесса.

Инверторная технология в устройствах переменного тока, доступная в высокотехнологичных брендах, таких как Panasonic и GE, пользуется большим спросом, поскольку инверторы снижают эксплуатационные расходы, а также способствуют повышению надежности системы, что означает меньшее количество поломок и обслуживания.

Инверторы популярны среди потребителей, поскольку они обеспечивают экономические преимущества для пользователей и снижают эксплуатационные расходы, что может способствовать значительной экономии в долгосрочной перспективе.Если у вас есть офис или рабочее место и вы хотите установить кондиционер, выбор устройства с инверторной технологией позволит вам сократить потребление электроэнергии и снизить счета за электроэнергию. Небольшая разница в цене при покупке системы с инверторной технологией спасет вас в долгосрочной перспективе, что делает инверторные кондиционеры достойными внимания, когда вы ищете новый кондиционер на рынке.

Как работает инверторная технология?

Не вдаваясь в подробности, инвертор регулирует частоту питания, подаваемого на двигатель компрессора в блоке кондиционирования воздуха.Двигатель компрессора работает для поддержания и управления скоростью вращения компрессора, который питает поток хладагента в системе и управляет охлаждением и обогревом, необходимыми в помещении или выделенном пространстве.

Огромным преимуществом инверторной технологии является не просто экономия средств за счет использования более эффективной технологии в вашем кондиционере, но и значительное снижение энергопотребления в течение всего срока службы кондиционера.

Чем инвертор отличается от стандартного кондиционера?

Если вы когда-либо были в доме с системой кондиционирования воздуха, в которой нет инвертора, вы бы заметили остановку и запуск, которые сопровождают устройство, когда воздушный компрессор останавливается и запускается, когда он работает для поддержания идеальная комнатная температура.

Эта остановка и запуск не только обходится дорого, но и затрудняет точное определение идеальной температуры в помещении, вызывая при этом шум, поскольку система останавливается и запускается, когда люди в помещении перемещаются, помещение нагревается или остывает из-за солнечному свету или облакам, а также по мере изменения окружающей среды в пространстве.

Кондиционеры с фиксированной скоростью потребляют много энергии и могут сильно отвлекать внимание из-за непостоянства шумов при работе, если вы находитесь в помещении в течение длительного времени.

Офисные работники могут найти неинверторную систему ужасно раздражающей из-за остановок и пусков и непостоянства питания; это также может быть проблемой, если система установлена ​​в спальне или в помещении, где вам требуется тихая зона. Шум и изменения температуры являются основными различиями между инверторной и неинверторной системой.

Почему вам следует приобрести инверторную систему?

Причина, по которой инверторы популярны, заключается в том, что в них используется интеллектуальная технология, которая настраивается по мере изменения температуры в помещении.

Прошли те времена, когда нужно было постоянно менять температуру на пульте дистанционного управления по мере изменения помещения и окружающей среды. Инверторная технология делает всю тяжелую работу за вас и определяет, когда в комнату входит больше людей, внезапный порыв прохлады или горячего воздуха и если необходимо отрегулировать температуру, чтобы она соответствовала желаемому уровню, установленному владельцем или пользователем системы.

Экономичный вариант кондиционирования воздуха

Одна из основных причин, по которой люди выбирают кондиционер с инвертором, заключается в том, что они могут значительно сэкономить на счетах за электроэнергию.

Кондиционер работает так, чтобы плавно обеспечивать поток тепла или охлаждения, а не постоянно останавливаться и запускаться, что снижает выходную мощность и помогает поддерживать более низкий уровень энергии, чем неинверторные системы. Экономия энергии значительна и намного превышает стоимость приобретения системы по сравнению с неинверторными моделями.

Наслаждайтесь бесшумной системой

Если вам всегда нужно спать, когда работает сплит-система без инвертора, вы будете хорошо осведомлены о шуме, так как система постоянно включается и выключается в течение дня или ночь.

Неинверторные системы шумные, и от этого факта никуда не деться, кроме того, они потребляют энергию, производя шум, что делает процесс нагрева и охлаждения громким и дорогостоящим.

Инверторные системы кондиционирования воздуха служат дольше

Посмотрим правде в глаза, никто из нас не хочет покупать электроприборы снова и снова, поскольку они изнашиваются, а инверторные системы имеют более длительный срок службы по сравнению с неинверторными системами.

Секрет долгого срока службы инверторных систем кондиционирования воздуха заключается в том, что технология более эффективна, что не заставляет систему работать так усердно, а поток в результате заключается в том, что ваша система отопления и охлаждения выдержит испытание времени, и вам не придется раскошелиться на новый кондиционер так же быстро, как на инвертор.

Инверторы работают быстро

Если вы когда-либо включали систему без инвертора, вы бы заметили, что для нагрева или охлаждения системы может потребоваться некоторое время, система кондиционирования воздуха с инвертором начинает работать намного быстрее чем система без этой технологии, и быстро достигает желаемой температуры, а это означает, что вам не нужно ждать, пока ваш дом или офис достигнет желаемой температуры. Инверторные системы кондиционирования воздуха идеально подходят для всех типов помещений, будь то дом, магазин или офис, поскольку они могут быстро контролировать климат в помещении, обеспечивая комфорт для людей в помещении в рекордно короткие сроки.

Обладая потенциальной экономией до 65 % по сравнению с традиционными неинверторными системами, большинство владельцев домов или предприятий выбирают инверторную технологию, чтобы получить долгосрочные преимущества. Если вы ищете систему, которая предлагает интеллектуальные технологии и новейшие функции обогрева и охлаждения, вы действительно не можете пройти мимо системы кондиционирования воздуха с инверторной технологией.

Если вы готовы сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, обратите внимание на инверторную систему кондиционирования воздуха

Сообразительные домовладельцы и владельцы бизнеса выбирают инверторные системы из-за их экономии и действительно экономичных характеристик.Инверторные системы работают тише и обеспечивают более экологичный кондиционер по сравнению со стандартными блоками.

Когда вы собираетесь купить кондиционер, стоит использовать инверторную технологию. Системы переменного тока с инверторами в них предлагают значительное снижение эксплуатационных расходов и могут прослужить намного дольше, чем системы без технологии, что может сэкономить вам на обслуживании, ремонте, замене и новых установках.

Если вы хотите установить кондиционер в своем доме в Аделаиде и ищете надежную и знающую компанию с обслуживанием клиентов и ноу-хау, чтобы предоставить лучшую систему для ваших нужд кондиционирования воздуха, обратитесь к команде Rite Price. Отопление и охлаждение.Мы находимся в собственности и работаем в Аделаиде и предоставляем полный и всесторонний сервис для наших клиентов. Независимо от того, хотите ли вы установить сплит-систему или канальный кондиционер, мы предлагаем полный ассортимент одних из лучших кондиционеров как австралийских, так и международных брендов.

Свяжитесь с командой Rite Price Heating & Cooling, чтобы обсудить ваши потребности в кондиционерах и узнать больше о том, подходит ли инверторная технология для вашего дома или коммерческого помещения.Посетите наш веб-сайт www.ritepriceheatingcooling.com.au или позвоните в команду сегодня, чтобы узнать больше о том, как вы можете установить новейшие технологии кондиционирования воздуха и сэкономить большие деньги на энергии для вашего дома или офиса.

Инверторная технология переменного тока, энергосберегающая сплит-система переменного тока, инверторная технология переменного тока, наивысший рейтинг Iseer AC

Что такое инверторная технология и чем она отличается от неинверторной технологии?

Инвертор — это устройство для преобразования частоты. Эта технология используется во многих бытовых приборах и контролирует электрическое напряжение, силу тока и частоту.Инверторные кондиционеры изменяют свою мощность охлаждения/обогрева, регулируя частоту питания своих компрессоров.

Кондиционер инверторного типа регулирует скорость компрессора для управления расходом хладагента (газа), тем самым потребляя меньше тока и энергии. Инвертор имеет точный контроль температуры, и по мере достижения заданной температуры устройство регулирует свою мощность, чтобы исключить любые колебания температуры.

Кондиционеры без инвертора, напротив, имеют фиксированную мощность охлаждения/обогрева и могут регулировать температуру в помещении только путем запуска или остановки своих компрессоров.

Кондиционеры без инвертора постоянно останавливаются и включаются. Потребляемая мощность и ток снижаются при остановке работы, но резко возрастают во время перезапуска и, таким образом, имеют высокое среднее энергопотребление и колебания температуры. В результате кондиционеры с инвертором более экономичны и удобны, чем кондиционеры без инвертора.

Возьмем в качестве примера 1,5-тонный кондиционер. Инвертор переменного тока может работать от. От 3 до 1,7 тонн в зависимости от потребности в охлаждении. Неинверторный переменный ток может работать на 1.Только 5 тонн (фиксированная грузоподъемность)*.

Работа с переменной мощностью

Инверторное управление мощностью

Кондиционер без инвертора

Кондиционеры с инвертором могут изменять свою рабочую мощность. Неинверторные кондиционеры могут работать только с фиксированной мощностью.

Сценарий: Температура в помещении: 22

O , установка температура: 22 O
Инвертор. модели

Схемы используются только в иллюстративных целях; фактические условия и сценарий могут отличаться от показанных.

Каковы преимущества инверторных кондиционеров?

Технология Daikin имеет значение

  • 01

    Поворотный компрессор

    Благодаря плавному вращению поворотный компрессор снижает трение и вибрацию. Это также предотвращает утечку газообразного хладагента во время сжатия. Эти преимущества обеспечивают бесшумную и эффективную работу.

     

    Компания Daikin получила 32-ю награду председателя Японского общества за продвижение машиностроения за поворотный компрессор.

  • 02

    Инвертор постоянного тока инвертор.Двигатель постоянного тока обеспечивает более высокий КПД, чем двигатель переменного тока. Двигатель постоянного тока использует силу магнитов для притяжения и отталкивания для создания вращения. Двигатель постоянного тока, оснащенный мощными неодимовыми магнитами, обеспечивающими еще большую эффективность, называется реактивным двигателем постоянного тока.

    Лауреат премии Electric Science Promotion (реактивный двигатель постоянного тока для компрессора)

  • 03

    Двигатель постоянного тока для вентилятора

    Двигатель постоянного тока обеспечивает точное управление вращением, что снижает потребление энергии.Двигатель также обеспечивает повышение эффективности работы до 40% по сравнению с двигателем переменного тока. Эти улучшения особенно заметны в низкоскоростном диапазоне.

  • 04

    Реактивный двигатель постоянного тока

    для компрессора

    Модели инверторов постоянного тока Daikin оснащены реактивным двигателем постоянного тока для компрессора. В реактивном двигателе постоянного тока используются два различных типа крутящего момента: неодимовый магнит1 и реактивный крутящий момент2. Этот двигатель экономит энергию, генерируя больше энергии при меньшем электрическом токе, чем двигатели переменного или постоянного тока.Встроенный неодимовый магнит Daikin создает сильное магнитное поле и высокий крутящий момент, что обеспечивает высокую эффективность работы при меньшем потреблении электроэнергии.

    Он более эффективен на низких частотах, наиболее часто используемых кондиционерами3, повышая эффективность примерно на 20%.

    Неодимовые магниты используются в области розового цвета.

    Встроенный поршень из лопасти и ролика

    Поворотный компрессор может снизить рабочую вибрацию и шум, поскольку его поршень плавно перемещается внутри компрессора.

    Ферритовый магнит

    Неодимовый магнит

    Неодимовые магниты примерно в 10 раз прочнее стандартных магнитов. Использование неодимовых магнитов в компрессорах Daikin повышает их производительность*. Кроме того, это помогает улучшить частотный диапазон, используемый кондиционерами в периоды стабильной работы, в которых кондиционеры работают наиболее продолжительное время.

  • 05

    Синусоида

    Гладкая синусоида электрического тока инвертора устраняет пульсации и высокий гармонический шум.Высокоэффективный инвертор, который может генерировать управляющий сигнал, близкий к синусоиде, что способствует повышению эффективности.

  • 06

    Амплитуда импульса

    Управление PAM снижает потери энергии за счет управления частотой включения и выключения преобразователя расходы. Инвестирование в кондиционер с самым высоким рейтингом ISEER означает большую экономию энергии, лучшее в своем классе охлаждение и долгий срок службы.

Как работает инвертор — Работа инвертора с блок-схемой и объяснением

Инвертор n используется для бесперебойного питания 220 В переменного тока или 110 В переменного тока (в зависимости от сетевого напряжения конкретной страны) устройства, подключенного в качестве нагрузки к выходной розетке. Инвертор выдает постоянное переменное напряжение на выходную розетку, когда сеть переменного тока недоступна.

Давайте посмотрим, как инвертор делает это возможным.Чтобы понять работу инвертора, мы должны учитывать
в следующих ситуациях.

  • При наличии сетевого питания переменного тока.
  • , когда блок питания переменного тока недоступен.

При наличии сетевого питания переменного тока.

W Когда питание от сети переменного тока доступно, датчик сети переменного тока определяет это, и питание поступает в секцию реле и зарядки аккумулятора инвертора. Основной датчик переменного тока активирует реле, и это реле напрямую пропускает питание от сети переменного тока к выходное гнездо.В этой ситуации нагрузка будет управляться сетевым напряжением. Также сетевое напряжение подается в секцию зарядки аккумулятора, где сетевое напряжение преобразуется в постоянное напряжение (обычно 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока), затем регулируется, и аккумулятор заряжается с помощью Это. Существуют специальные схемы для определения напряжения батареи, и когда батарея полностью заряжена, зарядка прекращается. В некоторых инверторах будет схема непрерывной зарядки, которая постоянно поддерживает батарею в состоянии полного заряда.

Когда блок питания переменного тока недоступен.

W Когда блок питания переменного тока недоступен, схема генератора внутри инвертора вырабатывает управляющий сигнал МОП-транзистора частотой 50 Гц. Этот сигнал возбуждения МОП-транзистора будет усиливаться секцией драйвера и посылаться на выходную секцию. Используются полевые МОП-транзисторы или транзисторы. для операции переключения. Эти МОП-транзисторы или транзисторы подключены к первичной обмотке инверторного трансформатора. Когда эти переключающие устройства получают сигнал привода МОП от схемы драйвера, они начинают переключаться между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ с частотой 50 Гц.Это коммутационное действие полевых МОП-транзисторов или транзисторов вызывает ток частотой 50 Гц на первичную обмотку инверторного трансформатора. Это приводит к напряжению 220 В переменного тока или 110 В переменного тока (в зависимости от коэффициента обмоток инверторного трансформатора) на вторичной обмотке или инверторном трансформаторе. Эта вторичная обмотка напряжение подается на выходной разъем преобразователя с помощью переключающего реле.

Автоматизация инвертора.

I Инвертор содержит различные схемы для автоматического обнаружения и устранения различных ситуаций, которые могут возникнуть, когда инвертор работает или находится в режиме ожидания.Эта секция автомата следит за такими состояниями, как перегрузка, перегрев, низкий заряд батареи, перезарядка и т. д. В зависимости от ситуации секция автоматизации может переключать батарею в режим зарядки или выключать. Различные условия будут указаны оператору с помощью светящихся светодиодов или звуковых сигналов тревоги. В современных инверторах ЖК-экраны используются для визуальной индикации условий.

————————————————————————————-

Блок-схема базового инвертора.

————————————————————————————-

Внутри инвертора.

————————————————————————————-

Некоторые имеющиеся в продаже инверторы.

Как тепло влияет на солнечные инверторы?

Инверторы, как и все полупроводниковое оборудование, чувствительны к перегреву и, как правило, лучше всего работают при более низких температурах, а потери мощности и повреждения возникают при более высоких внутренних температурах.

Общеизвестно, что тепло влияет на фотоэлектрические модули — они тестируются и оцениваются при 25 градусах Цельсия, и каждый градус выше этого приводит к падению выходной мощности до .5% за градус, в зависимости от типа используемого полупроводника.

Температура модуля напрямую влияет на напряжение, и необходимо учитывать две важные вещи: максимальное напряжение при самой низкой локальной температуре и самое низкое напряжение при максимально возможной локальной температуре.

При самой низкой температуре напряжение цепочки не может превышать максимальное входное напряжение инвертора (обычно 1000 В постоянного тока), а при самой высокой температуре напряжение цепочки должно быть выше минимального пускового напряжения алгоритма MPPT инвертора (обычно около 200 В постоянного тока, но может варьироваться в широких пределах). ).

Имеется много информации о фотоэлектрическом модуле и температуре, в том числе еще одна техническая статья CED Greentech.

Что не так хорошо известно, так это то, что тепло также влияет на солнечные инверторы. Причины разные — хотя в солнечном инверторе есть полупроводниковые детали, которые теряют эффективность при нагревании, сами полупроводники довольно крепкие и могут выдерживать высокие температуры без разрушения (до определенного предела).

Термическое усиление и неуправляемый нагрев: смерть компонентов и узлов

Поскольку инвертор преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока, он выделяет тепло.Это тепло добавляется к температуре окружающей среды корпуса инвертора, и инвертор рассеивает тепло через вентиляторы и/или радиаторы. Тепло должно оставаться ниже определенного уровня, при котором материалы в инверторе начнут разлагаться. Изоляция станет хрупкой, припой может расшириться и треснуть, а металлические компоненты конденсаторов могут устать.

Чтобы поддерживать низкий уровень нагрева, инвертор прекратит выработку энергии или уменьшит количество вырабатываемой энергии путем «снижения номинальных характеристик» по мере прохождения запрограммированных контрольных точек температуры.На рис. 1 ниже от SMA показано, как инвертор SMA справляется со снижением номинальных характеристик из-за температуры. Примерно при 45 градусах С он начинает снижать мощность.

Это снижение мощности можно предотвратить с помощью шести ключевых соображений проектирования системы:

 

  1. Устанавливайте инверторы в прохладных местах (затененная стена, а не крыша).
  2. Выбирайте места с достаточным воздухообменом. При необходимости обеспечьте дополнительную вентиляцию.
  3. Не подвергайте инверторы воздействию прямых солнечных лучей.При наружной установке используйте существующие тени или крышки для инверторов.
  4. Соблюдайте минимальное расстояние до соседних инверторов или других объектов, указанное в руководстве по установке.
  5. Увеличьте зазор, если предполагается, что в месте установки могут возникнуть более высокие температуры.
  6. Расположите несколько инверторов так, чтобы они не втягивали теплый воздух от других инверторов. Смещение инверторов с пассивным охлаждением для отвода тепла от радиаторов вверх.

 

Большинство инверторов теряют мощность при температуре около 45-50 градусов по Цельсию. В населенных пунктах планеты Земля температура редко поднимается выше 45 градусов по Цельсию (113 градусов по Фаренгейту). Таким образом, простое размещение инвертора в затененном месте с хорошим воздушным потоком почти всегда приведет к тому, что инвертор не ухудшит свои характеристики.

 

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.