วิธีการแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ

กระแสตรงถูกแปลงเป็นกระแสสลับ

การแปลงกระแสตรง (DC) เป็นกระแสสลับ (AC) มักจะทำผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์ ฟังก์ชันของอินเวอร์เตอร์คือการแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการแปลงแรงดันกระแสตรงที่คงที่ให้เป็นแรงดันกระแสสลับที่เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ ต่อไปนี้คือหลักการพื้นฐานของการทำงานของอินเวอร์เตอร์:

• เทคโนโลยี PWM: อินเวอร์เตอร์รุ่นใหม่โดยทั่วไปใช้เทคโนโลยีการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) เพื่อก่อสร้างกระแสสลับที่มีรูปคลื่นใกล้เคียงกับรูปคลื่นไซน์ PWM ใช้สวิตช์ความเร็วสูงในการควบคุมรูปคลื่นของแรงดันเอาต์พุต เพื่อให้ค่าเฉลี่ยของแรงดันเอาต์พุตใกล้เคียงกับรูปคลื่นไซน์

• องค์ประกอบการสวิตช์: องค์ประกอบการสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ (เช่น ทรานซิสเตอร์ IGBT MOSFET ฯลฯ) ที่สามารถเปิดและปิดได้อย่างรวดเร็วที่ความถี่สูงถูกใช้ในอินเวอร์เตอร์เพื่อก่อสร้างรูปคลื่น AC ตามที่ต้องการ

• ฟิลเตอร์: เพื่อทำให้รูปคลื่นที่สร้างโดย PWM เรียบเนียนและกำจัดเสียงรบกวนความถี่สูง อินเวอร์เตอร์มักจะรวมวงจรฟิลเตอร์ไว้ด้วย

• วงจรควบคุม: วงจรควบคุมในอินเวอร์เตอร์มีหน้าที่ตรวจสอบแรงดันและกระแสเอาต์พุต และปรับการทำงานขององค์ประกอบการสวิตช์เพื่อให้แน่ใจว่ากระแส AC ที่ออกมามีคุณสมบัติตรงตามที่คาดหวัง (เช่น แรงดัน ความถี่ ฯลฯ)

ทำไมเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถแปลงเป็นกระแสสลับได้โดยตรง?

จุดประสงค์หลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงคือการผลิตกระแสตรง ไม่ใช่กระแสสลับ มีหลายเหตุผลที่ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถแปลงเป็นกระแสสลับได้โดยตรง:

• จุดประสงค์การออกแบบ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงถูกออกแบบมาเพื่อให้พลังงานกระแสตรง เหมาะสมสำหรับโอกาสที่ต้องการพลังงานกระแสตรงที่มั่นคง เช่น การชาร์จแบตเตอรี่ การขับเคลื่อนมอเตอร์กระแสตรง

• ความแตกต่างทางโครงสร้าง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมักใช้คอมมิวเทเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสที่ออกมามีขั้วเดียวกัน โครงสร้างของคอมมิวเทเตอร์ไม่อนุญาตให้สร้างกระแสสลับได้โดยตรง

• ความต้องการของแอปพลิเคชัน: ในบางแอปพลิเคชัน จำเป็นต้องใช้กระแสตรงโดยไม่ต้องแปลงเป็นกระแสสลับ ตัวอย่างเช่น ในระบบรถรางยุคแรก ๆ มอเตอร์กระแสตรงใช้กระแสตรง

• ประสิทธิภาพการแปลง: แม้ว่าด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นอุปกรณ์ที่สามารถสร้างกระแสสลับได้ไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด มักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการสร้างกระแสตรงแล้วแปลงเป็นกระแสสลับที่ต้องการผ่านอินเวอร์เตอร์

• เศรษฐกิจและความเป็นจริง: สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการกระแสสลับ มักจะประหยัดและปฏิบัติได้มากกว่าในการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับที่ออกแบบมาเฉพาะ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับแบบซิงโครนัสหรืออะซิงโครนัส

สรุป

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับมักจะทำโดยอินเวอร์เตอร์ เนื่องจากการออกแบบของอินเวอร์เตอร์ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับกระบวนการแปลงนี้โดยเฉพาะ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมักใช้ในการผลิตกระแสตรง และโครงสร้างและการออกแบบของมันไม่เหมาะสมสำหรับการสร้างกระแสสลับโดยตรง ดังนั้น ในแอปพลิเคชันที่ต้องการกระแสสลับ กระแสตรงที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมักจะถูกใช้และแปลงเป็นกระแสสลับโดยอินเวอร์เตอร์