Hvordan omdanner man direkte strøm til vekslende strøm?

Direkte strøm konverteres til vekslende strøm

Konverteringen af direkte strøm (DC) til vekslende strøm (AC) opnås normalt gennem en enhed kaldet inverter. Inverterens funktion er at konvertere direkte strøm til vekslende strøm, en proces der involverer konvertering af en konstant DC-spænding til en periodisk variabel AC-spænding. Nedenfor er nogle grundlæggende principper for inverters drift:

• PWM-teknologi: Moderne inverters anvender typisk pulsbredde-modulation (PWM) teknologi for at generere vekslende strøm med en næsten sinusformet bølgeform. PWM bruger en højhastighedsbryder til at kontrollere udgangsspændingens bølgeform, således at den gennemsnitlige udgangsspænding nærmer sig en sinusbølge.

• Bryderelementer: Halvlederbryderelementer (som transistorer, IGBT'er, MOSFET'er osv.) anvendes i inverters, som kan tændes og slukkes hurtigt ved høje frekvenser for at generere den ønskede AC-bølgeform.

• Filtre: For at glatte bølgeformen genereret af PWM og fjerne højkantstøj, indeholder inverters ofte også filterkredsløb.

• Kontrolkredsløb: Kontrolkredsløbet i inverteren har ansvaret for at overvåge udgangsspænding og -strøm, og justere drift af bryderelementerne for at sikre, at udgangs-AC opfylder de forventede krav (som spænding, frekvens osv.).

Hvorfor konverteres ikke DC-generator direkte til AC?

Den primære formål for en DC-generator er at producere direkte strøm, ikke vekslende strøm. Der er flere grunde til, at en DC-generator ikke konverteres direkte til AC:

• Design-formål: DC-generator er oprindeligt designet til at give DC-strømforsyning, passende til behov for stabil DC-strøm, som batterioplading, DC-motor drev.

• Strukturelle forskelle: DC-generatoren bruger normalt kommutatorer for at sikre, at udgangen altid sender strøm af samme polaritet. Kommutatorstrukturen tillader ikke direkte generering af vekslende strøm.

• Anvendelseskrav: I nogle anvendelser er direkte strøm påkrævet uden behov for at konvertere til vekslende strøm. For eksempel blev i tidlige sporvognssystemer, DC-motorer anvendt direkte strøm.

• Konverterings-effektivitet: Selv med moderne teknologi er det ikke den mest effektive måde at designe en direkte strøm-generator som en enhed, der kan producere vekslende strøm. Det er normalt mere effektivt at generere direkte strøm og derefter konvertere den til den påkrævede vekslende strøm gennem en inverter.

• Økonomi og praktiskhed: For anvendelser, der kræver vekslende strøm, er det ofte mere økonomisk og praktisk at bruge en særligt designet alternator, som en synkron eller asynkron generator.

Konklusion

Konverteringen af direkte strøm til vekslende strøm foretages normalt gennem en inverter, da inverterens design er specifikt optimeret for denne konverteringsproces. DC-generator bruges hovedsageligt til at producere direkte strøm, og dens struktur og design er ikke egnet til at direkte producere vekslende strøm. Derfor bruges i anvendelser, hvor AC er påkrævet, DC produceret af en DC-generator, og konverteres til AC gennem en inverter.