Как да превърнете постоянното напрежение в променливо напрежение?
Постоянният ток се преобразува в променлив ток
Преобразуването на постоянн ток (DC) в променлив ток (AC) обикновено се постига чрез устройство, наречено инвертор. Функцията на инвертора е да преобразува постоянен ток в променлив, процес, който включва преобразуването на постоянна напрежение DC в периодично изменяща се напрежение AC. Ето някои основни принципи на работата на инвертора:
Технология PWM: Съвременните инвертори обикновено използват технологията за модулация на ширината на импулса (PWM), за да генерират променлив ток с приблизително синусоидална форма на вълната. PWM използва високоскоростен ключ, за да контролира формата на изходната напрежение, така че средната стойност на изходната напрежение да бъде близка до синусоидалната вълна.
Ключови елементи: В инверторите се използват полупроводникови ключови елементи (като транзистори, IGBT, MOSFET и др.), които могат бързо да се включват и изключват на високи честоти, за да се генерира желаната форма на вълната на променливия ток.
Филтри: За да се изглади формата на вълната, генерирана от PWM, и да се премахне високочестотния шум, инверторите често включват филтърни вериги.
Управляваща верига: Управляващата верига в инвертора е отговорна за мониторинга на изходната напрежение и тока, както и за регулиране на функционирането на ключовите елементи, за да се гарантира, че изходният променлив ток отговаря на очакваните изисквания (например напрежение, честота и др.).
Защо генераторът на постоянен ток не се преобразува директно в променлив?
Основната цел на генератора на постоянен ток е да произвежда постоянен ток, а не променлив. Има няколко причини, поради които генераторът на постоянен ток не преобразува директно в променлив:
Цел на проектирането: Генераторът на постоянен ток е изпървоначално проектиран, за да предоставя постоянен ток, подходящ за случаи, когато е необходим стабилен постоянен ток, като зареждане на батерии, управление на двигатели с постоянен ток.
Структурни различия: Генераторите на постоянен ток обикновено използват колектори, за да осигурят, че изходът винаги изпраща ток с една и съща полярност. Структурата на колектора не позволява пряко генериране на променлив ток.
Изисквания на приложението: В някои приложения е необходим постоянен ток, без да е нужно преобразуване в променлив. Например, в ранните тролейни системи, двигателите с постоянен ток използваха постоянен ток.
Ефективност на преобразуването: Дори със съвременната технология, не е най-ефективно да се проектира генератор на постоянен ток като устройство, способно да произвежда променлив ток. Обикновено е по-ефективно да се генерира постоянен ток и след това да се преобразува в необходимия променлив ток чрез инвертор.
Икономика и практичност: За приложения, които изискват променлив ток, често е по-икономично и практично да се използва специално проектиран алтернатор, като синхронен или асинхронен генератор.
Заключение
Преобразуването на постоянен ток в променлив обикновено се извършва чрез инвертор, тъй като конструкцията на инвертора е специално оптимизирана за този процес на преобразуване. Генераторът на постоянен ток се използва главно за производство на постоянен ток, а неговата структура и дизайн не са подходящи за пряко генериране на променлив ток. Следователно, в приложения, където е необходим променлив ток, често се използва постоянен ток, произведен от генератор на постоянен ток, и се преобразува в променлив чрез инвертор.
