Jak przekształcić prąd stały w prąd zmienny?
Prąd stały jest przekształcany w prąd zmienny
Konwersja prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC) jest zwykle osiągana za pomocą urządzenia zwanego inwerterem. Funkcją inwertora jest przekształcanie prądu stałego w prąd zmienny, co obejmuje konwersję stałe napięcie DC na okresowo zmienne napięcie AC. Poniżej przedstawiono niektóre podstawowe zasady działania inwertora:
Technologia PWM: Nowoczesne inwerty są zazwyczaj wyposażone w technologię modulacji szerokości impulsu (PWM), aby generować prąd zmienny o przybliżonym kształcie sinusoidalnym. PWM używa wysokoprzepustowego przełącznika do kontrolowania kształtu napięcia wyjściowego, tak aby średnia wartość napięcia wyjściowego była zbliżona do fali sinusoidalnej.
Elementy przełączające: W inwertorach stosuje się elementy półprzewodnikowe przełączające (takie jak tranzystory, IGBT, MOSFET itp.), które mogą być szybko włączane i wyłączane w wysokich częstotliwościach, aby wygenerować pożądaną formę falową AC.
Filtry: Aby wygładzić formę falową generowaną przez PWM i usunąć szumy wysokich częstotliwości, inwerty często zawierają obwody filtrujące.
Obwód sterujący: Obwód sterujący w inwerterze jest odpowiedzialny za monitorowanie napięcia i prądu wyjściowego, oraz dostosowywanie działania elementów przełączających, aby zapewnić, że wyjściowy prąd zmienny spełnia oczekiwane wymagania (takie jak napięcie, częstotliwość itp.).
Dlaczego generator prądu stałego nie jest bezpośrednio przekształcany w prąd zmienny?
Głównym celem generatora prądu stałego jest produkcja prądu stałego, a nie prądu zmiennego. Istnieje kilka powodów, dla których generator prądu stałego nie przekształca się bezpośrednio w prąd zmienny:
Cel projektu: Generator prądu stałego jest pierwotnie zaprojektowany do dostarczania zasilania prądem stałym, odpowiedniego dla potrzeb stabilnego zasilania prądem stałym, takich jak ładowanie akumulatorów, napęd silników prądu stałego.
Różnice strukturalne: Generatory prądu stałego zwykle używają komutatorów, aby zagwarantować, że wyjście zawsze wysyła prąd o tej samej biegunowości. Struktura komutatora nie pozwala na bezpośrednią generację prądu zmiennego.
Wymagania dotyczące zastosowania: W niektórych zastosowaniach wymagany jest prąd stały, bez potrzeby konwersji na prąd zmienny. Na przykład, w wczesnych systemach tramwajowych, silniki prądu stałego korzystały z prądu stałego.
Efektywność konwersji: Nawet przy współczesnej technologii, projektowanie generatora prądu stałego jako urządzenia zdolnego do produkcji prądu zmiennego nie jest najbardziej efektywne. Zwykle bardziej efektywne jest generowanie prądu stałego, a następnie jego konwersja na wymagany prąd zmienny za pomocą inwertera.
Ekonomiczność i praktyczność: Dla zastosowań, które wymagają prądu zmiennego, zazwyczaj bardziej ekonomiczne i praktyczne jest użycie specjalnie zaprojektowanego alternatora, takiego jak generator synchroniczny lub asynchroniczny.
Podsumowanie
Konwersja prądu stałego na prąd zmienny jest zwykle wykonywana za pomocą inwertera, ponieważ projekt inwertera jest specjalnie zoptymalizowany do tego procesu konwersji. Generator prądu stałego służy głównie do produkcji prądu stałego, a jego struktura i projekt nie są odpowiednie do bezpośredniej produkcji prądu zmiennego. Dlatego w zastosowaniach, gdzie wymagany jest prąd zmienny, prąd stały wygenerowany przez generator prądu stałego jest zwykle używany i przekształcany w prąd zmienny za pomocą inwertera.
