چگونه می‌توان جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کرد
جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل می‌شود
تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) معمولاً از طریق دستگاهی به نام انورتر انجام می‌شود. وظیفه انورتر تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب است، که شامل تبدیل ولتاژ ثابت DC به ولتاژ AC متغیر دوره‌ای است. در ادامه برخی اصول پایه عملکرد انورتر آورده شده است:
فناوری PWM: انورترهای مدرن معمولاً از فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای تولید جریان متناوب با موج سینوسی تقریبی استفاده می‌کنند. PWM از یک سوئیچ با سرعت بالا برای کنترل موج خروجی ولتاژ استفاده می‌کند، به طوری که مقدار متوسط ولتاژ خروجی به موج سینوسی نزدیک باشد.
عناصر سوئیچینگ: عناصر سوئیچینگ نیمه‌رسانا (مانند ترانزیستورها، IGBTها، MOSFETها و غیره) در انورترها استفاده می‌شوند که می‌توانند به سرعت و در فرکانس‌های بالا روشن و خاموش شوند تا موج مطلوب AC را تولید کنند.
فیلترها: برای هموار کردن موج تولید شده توسط PWM و حذف نویز با فرکانس بالا، انورترها معمولاً دارای مدارهای فیلتر هستند.
مدار کنترل: مدار کنترل در انورتر مسئول نظارت بر ولتاژ و جریان خروجی و تنظیم عملکرد عناصر سوئیچینگ برای اطمینان از اینکه خروجی AC با الزامات مورد انتظار (مانند ولتاژ، فرکانس و غیره) مطابقت دارد.
چرا ژنراتور DC مستقیماً به AC تبدیل نمی‌شود؟
هدف اصلی ژنراتور DC تولید جریان مستقیم است، نه جریان متناوب. دلایل مختلفی وجود دارد که ژنراتور DC مستقیماً به AC تبدیل نمی‌شود:
هدف طراحی: ژنراتور DC از ابتدا برای تأمین توان DC طراحی شده است، مناسب برای مواقعی که به توان DC پایدار نیاز است، مانند شارژ باتری، موتور DC.
تفاوت‌های ساختاری: ژنراتورهای DC معمولاً از کموناتور برای اطمینان از اینکه خروجی همیشه جریان با قطبیت یکسان ارسال می‌کند، استفاده می‌کنند. ساختار کموناتور اجازه تولید مستقیم جریان متناوب را نمی‌دهد.
نیازهای کاربردی: در برخی کاربردها، نیاز به جریان مستقیم وجود دارد و لزومی به تبدیل به جریان متناوب نیست. به عنوان مثال، در سیستم‌های تراموا قدیمی، موتورهای DC از جریان مستقیم استفاده می‌کردند.
کارایی تبدیل: حتی با فناوری‌های مدرن، طراحی ژنراتور DC به عنوان دستگاهی که قادر به تولید جریان متناوب است، کارآمدترین راه نیست. معمولاً کارآمدتر است که جریان مستقیم تولید شود و سپس از طریق انورتر به جریان متناوب مورد نیاز تبدیل شود.
اقتصادی و عملی: برای کاربردهایی که نیاز به جریان متناوب دارند، معمولاً اقتصادی‌تر و عملی‌تر است که از یک ژنراتور مخصوص مانند ژنراتور سنکرون یا آسنکرون استفاده شود.
نتیجه‌گیری
تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب معمولاً توسط انورتر انجام می‌شود، زیرا طراحی انورتر به طور خاص برای این فرآیند تبدیل بهینه‌سازی شده است. ژنراتور DC اصلی برای تولید جریان مستقیم استفاده می‌شود و ساختار و طراحی آن برای تولید مستقیم جریان متناوب مناسب نیست. بنابراین، در کاربردهایی که نیاز به AC دارند، معمولاً از جریان DC تولید شده توسط ژنراتور DC استفاده می‌شود و سپس با استفاده از انورتر به AC تبدیل می‌شود.
