Miten suoravirta muutetaan vaihtovirraksi

Vakiovirta muutetaan vaihtovirtaksi

Vakiovirran (DC) muuntaminen vaihtovirraksi (AC) tapahtuu yleensä laitteen kautta, jota kutsutaan inverteriksi. Inverterin tehtävänä on muuttaa vakiovirta vaihtovirtaksi, mikä tarkoittaa vakiovakiovirran muuntamista säännöllisesti vaihtelevaksi vaihtovirraksi. Seuraavat ovat joitakin inverterin toiminnan perusperiaatteita:

• PWM-teknologia: Nykyiset inverterit käyttävät yleensä pulssien leveyden modulaatiota (PWM) teknologiaa luodakseen vaihtovirran, jonka aaltomuoto on lähellä sinimuotoista. PWM:ssä käytetään nopeaa kytkentää ohjaamaan ulostulon jännite, jotta ulostulon keskiarvo on lähellä sinimuotoista.

• Kytkentäkomponentit: Invertereissä käytetään pääsääntöisesti puolijohtinvalmistajia (kuten transistoreja, IGBT:ja, MOSFET:ejä jne.), jotka voidaan nopeasti päälle ja pois korkeilla taajuuksilla tuottamaan haluttu vaihtovirta-aaltomuoto.

• Suodattimet: Jotta voitaisiin suodattaa PWM:llä tuotettua aaltomuotoa ja poistaa korkeataajuinen häiriö, inverterit sisältävät usein myös suodatuspiirejä.

• Ohjauspiiri: Inverterin ohjauspiiri on vastuussa ulostulon jännitteen ja virran valvonnasta sekä kytkentäkomponenttien toiminnan säätämiseksi varmistaakseen, että ulostulona oleva vaihtovirta täyttää odotetut vaatimukset (kuten jännite, taajuus jne.).

Miksi DC-generaattorista ei muuteta suoraan AC:ksi?

DC-generaattorin pääasiallinen tarkoitus on tuottaa vakiovirtaa, ei vaihtovirtaa. On useita syitä, miksi DC-generaattori ei muuteta suoraan AC:ksi:

• Suunnittelun tarkoitus: DC-generaattori on alun perin suunniteltu tarjoamaan vakiovirtalähdettä, joka on sopiva tilanteissa, joissa tarvitaan vakiovirtaa, kuten akun lataamisessa, DC-moottorin ajossa.

• Rakennepuolen erot: DC-generaattorit käyttävät yleensä kommutaattoria varmistaakseen, että ulostulo on aina samaa napaa. Kommutaattorin rakenne ei salli suoran vaihtovirran tuotantoa.

• Sovellustarpeet: Joissain sovelluksissa tarvitaan vakiovirtaa ilman tarvetta muuntaa sitä vaihtovirraksi. Esimerkiksi vanhoissa trolleyjärjestelmissä DC-moottorit käyttivät vakiovirtaa.

• Muuntamisen tehokkuus: Jopa nykyaikaisella teknologialla ei ole eniten tehokasta suunnitella vakiovirtageneraattoria laitteeksi, joka pystyy tuottamaan vaihtovirtaa. On yleensä tehokkaampaa tuottaa vakiovirta ja sitten muuntaa se tarvitsemaan vaihtovirtaan inverterin kautta.

• Talous ja käytännöllisyys: Sovelluksissa, joissa tarvitaan vaihtovirtaa, on yleensä taloudellisempaa ja käytännöllisempää käyttää erityisesti suunniteltua vaihtovirtageneraattoria, kuten synkronista tai epäsynkronista generaattoria.

Loppusanat

Vakiovirran muuntaminen vaihtovirraksi tapahtuu yleensä inverterin kautta, koska inverterin suunnittelu on erityisesti optimoitu tähän muuntamisprosessiin. DC-generaattori käytetään pääasiassa vakiovirran tuottamiseen, ja sen rakenne ja suunnittelu eivät ole sopivia suoran vaihtovirran tuotantoon. Siksi sovelluksissa, joissa tarvitaan vaihtovirtaa, DC-generaattorilla tuotettu vakiovirta muutetaan yleensä inverterin avulla vaihtovirraksi.