Hur konverterar man direktström till växelström?
Omvandling av likström till växelström
Omvandlingen av likström (DC) till växelström (AC) åstadkoms vanligtvis genom en enhet som kallas inverterare. Inverterarens funktion är att omvandla likström till växelström, en process som innefattar omvandling av en konstant DC-spänning till en periodiskt varierande AC-spänning. Följande är några grundläggande principer för inverterarens fungerande:
PWM-teknik: Modern inverterare använder vanligtvis pulssviddsmodulerings (PWM) teknik för att generera växelström med en approximativ sinusformad vågform. PWM använder en höghastighetsbrytare för att styra utspänningsvågformen så att medelvärdet av utspänningen närmar sig en sinusvåg.
Brytarelement: Halvledarbrytarelement (som transistorer, IGBT, MOSFET, etc.) används i inverterare som kan snabbt slås på och av vid höga frekvenser för att generera den önskade AC-vågformen.
Filter: För att jämna ut vågformen genererad av PWM och ta bort högfrekventa störningar inkluderar inverterare ofta filterkretsar.
Styrkrets: Styrkretsen i inverteraren är ansvarig för att övervaka utspänning och ström, och justera brytarelementens drift för att säkerställa att den utgående AC uppfyller de förväntade kraven (som spänning, frekvens, etc.).
Varför omvandlas inte likströmsgeneratorn direkt till AC?
Likströmsgeneratorns huvudsakliga syfte är att producera likström, inte växelström. Det finns flera anledningar till att en likströmsgenerator inte omvandlas direkt till AC:
Designsyfte: Likströmsgenerator är ursprungligen designad för att tillhandahålla likströmsförsörjning, lämplig för behov av stabil likström, som batteriladdning, drivning av likströmsmotorer.
Konstruktionella skillnader: Likströmsgeneratorer använder vanligtvis kommutatorer för att säkerställa att utmatningen alltid skickar ström av samma polaritet. Kommutatorns struktur tillåter inte direktgenerering av växelström.
Användningskrav: I vissa tillämpningar krävs likström utan att det behöver omvandlas till växelström. Till exempel använde tidiga trolley-system likströmsmotorer som använde likström.
Omvandlingsverkningsgrad: Även med modern teknik är det inte den mest effektiva lösningen att designa en likströmsgenerator som en enhet som kan producera växelström. Det är vanligtvis mer effektivt att generera likström och sedan omvandla den till den önskade växelströmmen genom en inverterare.
Ekonomi och praktiskhet: För tillämpningar som kräver växelström är det ofta mer ekonomiskt och praktiskt att använda en särskilt designad alternator, som en synkron eller asynkron generator.
Slutsats
Omvandlingen av likström till växelström utförs vanligtvis av en inverterare, eftersom inverterarens design är specifikt optimerad för denna omvandlingsprocess. Likströmsgeneratorn används huvudsakligen för att producera likström, och dess struktur och design är inte lämplig för att direkt producera växelström. Därför används i tillämpningar där AC krävs, likström producerad av en likströmsgenerator vanligtvis och omvandlas till AC genom en inverterare.
