Hvordan konvertere likestrøm til vekselstrøm?
Omlasting av likestrøm til vekselstrøm
Omlastingen av likestrøm (DC) til vekselstrøm (AC) skjer vanligvis gjennom en enhet kalt inverter. Inverterens funksjon er å konvertere likestrøm til vekselstrøm, en prosess som involverer konvertering av en konstant DC-spennings til en periodisk variabel AC-spennings. Her er noen grunnleggende prinsipper for inverter drift:
PWM-teknologi: Moderne inverter bruker vanligvis pulsbreddenes modulasjon (PWM) teknologi for å generere vekselstrøm med en omtrent sinusformet bølgeform. PWM bruker en høyhastighetsbryter for å kontrollere utgangsspenningsens bølgeform, slik at den gjennomsnittlede verdien av utgangsspenningsen nærmer seg en sinusbølge.
Brytere: Halvlederbrytere (som transistorer, IGBT-er, MOSFET-er osv.) brukes i inverter som kan slås på og av raskt ved høye frekvenser for å generere den ønskede vekselstrømbølgen.
Filter: For å glatte bølgeformen generert av PWM og fjerne høyfrekvent støy, inkluderer inverter ofte også filterkretser.
Kontrollkrets: Kontrollkretsen i inverteren er ansvarlig for overvåking av utgangsspennings og -strøm, og justering av bryterens drift for å sikre at utgangsvekselet oppfyller de forventede kravene (som spenningsnivå, frekvens osv.).
Hvorfor konverteres ikke likestrømsgenerator direkte til vekselstrøm?
Hovedformålet med en likestrømsgenerator er å produsere likestrøm, ikke vekselstrøm. Det er flere grunner til at en likestrømsgenerator ikke konverteres direkte til vekselstrøm:
Designmål: Likestrømsgenerator er opprinnelig designet for å gi likestrømsforsyning, egnet for behov for stabil likestrømstillfeller, som batterilading, likestrømsmotorstyring.
Strukturelle forskjeller: Likestrømsgeneratorer bruker vanligvis kommutatorer for å sikre at utgangen alltid sender strøm med samme polaritet. Kommutatorstrukturen tillater ikke direkte generering av vekselstrøm.
Anvendelseskriterier: I noen anvendelser kreves det likestrøm uten behov for konvertering til vekselstrøm. For eksempel, i tidlige trolley-systemer, brukte likestrømsmotorer likestrøm.
Konverteringseffektivitet: Selv med moderne teknologi, er det ikke den mest effektive måten å designe en likestrømsgenerator som en enhet som kan produsere vekselstrøm. Det er vanligvis mer effektivt å generere likestrøm og deretter konvertere den til den nødvendige vekselstrømmen gjennom en inverter.
Økonomi og praktisitet: For anvendelser som krever vekselstrøm, er det ofte mer økonomisk og praktisk å bruke en spesielt designet alternator, som en synkron eller asynkron generator.
Konklusjon
Konverteringen av likestrøm til vekselstrøm utføres vanligvis av en inverter, fordi inverterdesignet er spesifikt optimalisert for denne konverteringsprosessen. Likestrømsgenerator brukes hovedsakelig for å produsere likestrøm, og dens struktur og design er ikke egnet for direkte produksjon av vekselstrøm. Derfor, i anvendelser der vekselstrøm er nødvendig, brukes likestrøm produsert av en likestrømsgenerator vanligvis og konverteres til vekselstrøm av en inverter.
