Kako pretvoriti enosmeren tok v mnogosmerno strome?
Napetost enosmerne struje se pretvori v napetost spremenljive struje
Pretvorba enosmerne struje (DC) v spremenljivo struja (AC) je običajno dosežena z napravo, imenovano inverter. Funkcija inverterja je, da pretvori enosmerno struj v spremenljivo struj, kar vključuje pretvorbo konstantne DC napetosti v periodično spreminjajočo se AC napetost. Spodaj so nekateri osnovni principi delovanja inverterja:
Tehnologija PWM: Sodobni inverterji običajno uporabljajo tehnologijo širine impulznega paketa (PWM) za generiranje spremenljive struje s približno sinusoidno valovnico. PWM uporablja hitro preklopniko, da nadzira valovnico izhodne napetosti, tako da povprečna vrednost izhodne napetosti prilagaja sinusoidi.
Preklopni elementi: V inverterjih se uporabljajo polprevodniški preklopni elementi (kot so tranzistorji, IGBT, MOSFET itd.), ki jih lahko hitro vklopite in izklopite na visokih frekvencah, da bi generirali želeno AC valovnico.
Filtri: Za gladenje valovnice, generirane s PWM, in odstranitev visoko frekvenčnega šuma, inverterji pogosto vključujejo tudi filtre.
Krmilni krog: Krmilni krog v inverterju je odgovoren za nadzor izhodne napetosti in toka ter prilagajanje delovanja preklopnih elementov, da zagotovi, da izhodna AC struja ustreza pričakovanim zahtevam (kot so napetost, frekvenca itd.).
Zakaj generator enosmerne struje neposredno ne pretvori v AC?
Glavni namen generatorja enosmerne struje je proizvodnja enosmere struje, ne spremenljive struje. Obstaja več razlogov, zakaj generator enosmerne struje neposredno ne pretvori v AC:
Namenska predvidenost: Generator enosmerne struje je izvirno zasnovan za oskrbo z enosmerno strujno, primeren za primere, ko je potrebna stabilna enosmera struja, kot je nalaganje baterij, pogon enosmernih motorjev.
Strukturne razlike: Generatorji enosmerne struje običajno uporabljajo komutator, da zagotovijo, da bo izhod vedno posiljal tok iste polaritete. Struktura komutatorja ne dovoljuje neposrednega generiranja spremenljive struje.
Zahteve aplikacije: V nekaterih aplikacijah je potrebna enosmera struja brez potrebe po pretvorbi v spremenljivo struj. Na primer, v zgodnjih sistemih tramvaj so uporabljali enosmerna motorja, ki so uporabljali enosmero struj.
Učinkovitost pretvorbe: Tudi z moderno tehnologijo ni najučinkovitejše, da bi se generator enosmere struje zasnoval kot naprava, sposobna proizvajati spremenljivo struj. Običajno je bolj učinkovito, da se generira enosmera struja in nato skozi inverter pretvori v zahtevano spremenljivo struj.
Gospodarstvo in praktičnost: Za aplikacije, ki zahtevajo spremenljivo struj, je običajno gospodarno in praktično uporabiti posebno zasnovan alternator, kot so sinhronni ali asinhronni generatorji.
Zaključek
Pretvorba enosmere struje v spremenljivo struj je običajno opravljena z inverterjem, ker je dizajn inverterja specifično optimiziran za ta proces pretvorbe. Generator enosmere struje se glavno uporablja za proizvodnjo enosmere struje, njegova struktura in zasnova pa nista primerne za neposredni proizvod spremenljive struje. Zato v aplikacijah, kjer je potrebna AC, se običajno uporabi enosmera struja, generirana z generatorjem enosmere struje, in jo pretvori v AC z inverterjem.
