Як перетворити постійний струм на змінний?
Постійний струм перетворюється на змінний струм
Перетворення постійного струму (DC) на змінний струм (AC) зазвичай виконується за допомогою пристрою, який називається інвертор. Функція інвертора полягає у перетворенні постійного струму на змінний, процес, що включає перетворення сталої напруги DC на періодично змінну напругу AC. Нижче наведено деякі основні принципи роботи інвертора:
Технологія ШІМ: Сучасні інвертори зазвичай використовують технологію широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) для генерації змінного струму з наближено синусоїдальною формою. ШІМ використовує високоскоростний перемикач для керування формою вихідної напруги, так що середнє значення вихідної напруги близьке до синусоїди.
Перемикальні елементи: У інверторах використовуються півпровідникові перемикальні елементи (такі як транзистори, IGBT, MOSFET тощо), які можна швидко вмикаючи і вимикаючи на високих частотах, щоб генерувати потрібну форму змінного струму.
Фільтри: Для згладження форми, генерованої ШІМ, і вилучення високочастотних шумів, інвертори часто також включають фільтруючі кола.
Керуючий контур: Керуючий контур в інверторі відповідає за моніторинг вихідної напруги і струму, а також за налаштування роботи перемикальних елементів, щоб забезпечити, що вихідний змінний струм відповідає очікуваним вимогам (таким як напруга, частота тощо).
Чому генератор постійного струму не перетворюється безпосередньо на змінний?
Основна мета генератора постійного струму — виробляти постійний струм, а не змінний. Існує кілька причин, чому генератор постійного струму не перетворюється безпосередньо на змінний:
Мета проектування: Генератор постійного струму спочатку проектується для забезпечення постійного струму, придатного для потреб стабільного постійного струму, таких як зарядка акумуляторів, привід постійним струмом.
Структурні відмінності: Генератори постійного струму зазвичай використовують комутатори, щоб забезпечити, що вихід завжди надсилає струм однакової полярності. Структура комутатора не дозволяє безпосередньо генерувати змінний струм.
Вимоги застосування: В деяких застосуваннях потрібен постійний струм без необхідності перетворювати його на змінний. Наприклад, в ранніх системах тролейбусів, двигуни постійного струму використовували постійний струм.
Ефективність перетворення: Навіть з сучасними технологіями, не найефективніший спосіб проектувати генератор постійного струму як пристрій, здатний виробляти змінний струм. Зазвичай ефективніше виробляти постійний струм, а потім перетворювати його на потрібний змінний струм через інвертор.
Економічність та практичність: Для застосувань, які потребують змінного струму, часто більш економічно та практично використовувати спеціально спроектований альтернатор, такий як синхронний або асинхронний генератор.
Висновок
Перетворення постійного струму на змінний зазвичай виконується інвертором, оскільки конструкція інвертора спеціально оптимізована для цього процесу перетворення. Генератор постійного струму використовується переважно для виробництва постійного струму, і його конструкція та проектування не підходять для безпосереднього виробництва змінного струму. Тому в застосуваннях, де потрібен змінний струм, зазвичай використовується постійний струм, вироблений генератором постійного струму, і перетворюється на змінний струм за допомогою інвертора.
