Zer da inbertsore baten oinarrizko printzipioa eta motak?
Oinarrizko Printzipioak eta Inbertsoreen Mota
Inbertsorea elektronika-indar gailu bat da, zeinak korronte zuzena (DC) korronte aldakorra (AC) bihurtzen du. Hau erabilera oso ohiko da energia berrizteragarri sistemetan, iturburuko indar-sorgaien (UPS) sorgainetan, auto elektrikoetan eta beste aplikazio askotan. Aplikazio eta eskari tekniko espesifikoetan oinarrituta, inbertsoreak ezberdintasun printzipioetan eta mota desberdinetan egiten dira. Hemen agertzen dira inbertsore mota arrunt batzuk eta lan-egitura berok:
1. Fase Bat dako Inbertsorea
Printzipioa: Fase bat dako inbertsorea DC indarra fase bakarreko AC indarra bihurtzen du. Ohikoa da etxeko indar-sorgaina edo gailu txikiak erabiltzeko. Fase bat dako inbertsorearen emaitza-forma karratu izan daiteke, modifikatutako sinusoide bat edo sinusoide garbi bat.
Karratu Formako Inbertsorea: Emaitza-forma oso erraza karratu bat da, oinarriko karga gehienentzat egokia, baina harmoniko handiak sortzen ditu, hala nola sensitiboak diren tresnak ondo ez direla.
Modifikatutako Sinusoideko Inbertsorea: Emaitza-forma karratuaren eta sinusoideren artekoa da, harmoniko gutxiago ditu, etxeko tresna gehienentzat egokia.
Sinusoide Garbiko Inbertsorea: Emaitza-forma oso antolatua dago, sinusoide idealarekin, harmoniko gutxi ditu, ordenagailuek eta tresna ospetsuarentzat beharrezkoa den indar garbia.
Aplikazioa: Etxeko eguzki-sistemak, UPS unitate txikiak, indar-sorgai mugagabeak, etab.
2. Hiru Faseko Inbertsorea
Printzipioa: Hiru faseko inbertsorea DC indarra hiru faseko AC indarra bihurtzen du. Industrian erabiltzen da motorren propulsorretan, PV (fotovoltaiko) sistemak handiak eta energia eoleko generazioan. Hiru faseko inbertsorearen emaitza-forma ere sinusoide bat da, indar hobea ematen du potentsia handiko tresnek.
Aplikazioa: Industriko motorren propulsorretan, PV indar-sorgai handiak, energia eoleko generazioa, auto elektrikoaren propulsor sistema, etab.
3. Tentsio Iturriko Inbertsorea (VSI)
Printzipioa: Tentsio iturriko inbertsorea (VSI) tentsio iturri finko bati (adibidez, bateria edo rektagatzaile) konektatuta dago sarrera-norantzal, eta kontrolatzeko gailuak (adibidez, IGBTak edo MOSFETak) erabili ditu irteera-norantzan AC tentsioa kontrolatzeko. VSI irteera-tentsioaren amplitud eta maiztasuna aldatuz tentsio-frekuentzia eta balio-lasterka doitzeko.
Ezaugarriak: Indar tentsio estandarra ematen du, indar tentsio handiak behar dituzten aplikazioetarako egokia. Irteera-korrontea kargaren ezaugarrietan mendekatuta dago eta aldatu handiak egin ditzake.
Aplikazioa: Etxeko inbertsoreak, UPS sistema, auto elektrikoak, etab.
4. Korronte Iturriko Inbertsorea (CSI)
Printzipioa: Korronte iturriko inbertsorea (CSI) korronte iturri finko bati konektatuta dago sarrera-norantzal, eta kontrolatzeko gailuak erabili ditu irteera-norantzan AC korrontea kontrolatzeko. CSI irteera-korronteen amplitud eta maiztasuna aldatuz korronte-frekuentzia eta balio-lasterka doitzeko.
Ezaugarriak: Korronte estandarra ematen du, korronte kontrol zehatz behar duten aplikazioetarako egokia. Irteera-tentsioa kargaren ezaugarrietan mendekatuta dago eta aldatu handiak egin ditzake.
Aplikazioa: Industriko motorren propulsorretan, indukzio-esaldura, etab.
5. Zabalera Modulazioan Oinarritutako Inbertsorea (PWM Inbertsorea)
Printzipioa: PWM inbertsorea irteera-tentsioaren amplitud eta maiztasuna aldatuz kontrolatzeko gailuen konduktibitate-denbora (hau da, pulsu-zabalera) doitzeko. PWM teknologia emaitza-forma bat sortzen du, sinusoidea antolatua, harmonikoak murriztuz eta indar kalitatea hobetzeko.
Ezaugarriak: Kalitate altua duen emaitza-forma, efizientzia handia, indar kalitate handia behar duten aplikazioetarako egokia. PWM inbertsoreak frekuentzia desberdinak lortzen ditu korronte-frekuentzia aldatuz.
Aplikazioa: Etxeko inbertsoreak, industriko motorren propulsorretan, UPS sistema, PV inbertsoreak, etab.
6. Maila Anitzen Inbertsorea
Printzipioa: Maila anitzen inbertsorea maila anitzeko emaitza-tentsio forma bat sortzen du DC iturri anitz edo kontrolatzeko gailu anitz batuz. Adierazpen tradizional bi-mailako inbertsoreetatik abiatuta, maila anitzen inbertsoreak emaitza-forma bat sortzen du, sinusoidea antolatua, harmoniko gutxiago ditu eta korronte aldaketak murriztu.
Ezaugarriak: Kalitate altua duen emaitza-forma, indar handiak, tentsio handiak behar dituzten aplikazioetarako egokia. Maila anitzen inbertsoreak filtroen beharrik murriztu, sistema konplexutasuna eta kostua murriztu.
Aplikazioa: Tentsio handiko korronte zuzenaren (HVDC) transmitizioa, industriko motor handien propulsorretan, energia eoleko generazioan, etab.
7. Isolated Inverter
Principle: An isolated inverter includes a transformer between the DC side and the AC side, providing electrical isolation. This design prevents faults on the DC side from affecting the AC side and enhances system safety.
Characteristics: Excellent electrical isolation, suitable for applications requiring safe isolation. Isolated inverters can also use transformers to step up or step down the voltage, adapting to different load requirements.
Application: Medical equipment, industrial control systems, distributed generation systems, etc.
8. Non-Isolated Inverter
Principle: A non-isolated inverter does not have a built-in transformer, and the DC side is directly connected to the AC side. This design simplifies the circuit structure, reduces cost and size, but lacks electrical isolation, which may affect system safety.
Characteristics: Simple structure, low cost, high efficiency, unsuitable for applications requiring electrical isolation.
Application: Home solar systems, small UPS units, etc.
9. Bidirektiboko Inbertsorea
Printzipioa: Bidirektiboko inbertsorea DC-ren AC-ra bihurtzen du eta AC-ren DC-ra bihurtzen du. Horrela bidirektiboko energia-fluxua ahalbidetzen du, inbertsoreak energia gordeko sistema bat (adibidez, bateria) desagertzea eta energia exedentzia sistema gordekoan edo sarea bueltan sartzea ahalbidetzen du.
Ezaugarriak: Bidirektiboko energia-fluxua onartzen du, energia gordeko sistema, auto elektriko kargatze puntuetarako egokia.
Aplikazioa: Energia gordeko sistema, auto elektriko kargatzea, mikrografia, etab.
10. Sareko Inbertsorea
Printzipioa: Sareko inbertsorea DC indarra (adibidez, eguzki-paneleetatik) AC indarra bihurtzen du, sarearekin sinkronizatuta, sarean sartzen du. Sareko inbertsoreek sinkronizazio ezaugarriak dituzte, irteera-AC sareko tensio, maiztasuna eta fasea betetzen dituzte.
Ezaugarriak: Energiaren exedentzia sarean saldu dezake, energia erabilgarria lagundu. Sareko inbertsoreak anti-insularitate babesa izan dute, sareko akatsak saihesteko.
Aplikazioa: Sareko PV sistema, energia eoleko generazioa, etab.
11. Sarekan Inbertsorea
Printzipioa: Sarekan inbertsorea sarearekin independente operatzen da, eta arrazoian gordeko sistema (adibidez, bateria) dago. DC indarra AC indarra bihurtzen du tokiko kargak. Sarekan inbertsoreak sarearekin sinkronizatu beharrik ez dute, baina tensio eta maiztasu estandar ematea beharrezkoa da, AC emaitza ona lortzeko.
Ezaugarriak: Independente operatzen, leku urrunetan edo saregabeko kokapenetan egokiak. Sarekan inbertsoreak arrazoian bateriak kudeatzeko sistema dituzte, gordeko sistema ondo funtzionatzeko.
Aplikazioa: Leku urrunetako indar-sorgaina, arrazoian indar-sorgaina, sistema independentziak, etab.
Laburpena
Inbertsoreak printzipio desberdinetan oinarrituta eta mota desberdinetan egiten dira, aplikazio eta eskari tekniko espesifikoetan oinarrituta. Fase bat eta hiru faseko inbertsoreak karga desberdinetarako egokiak dira; tentsio iturriko eta korronte iturriko inbertsoreak emaitza-ezaugarrietan ezberdindu; PWM eta maila anitzeko teknologiak emaitza-formaren kalitatea hobetu; isolatutako eta isolatu gabeko inbertsoreak segurtasun-maila desberdinak eskaintzen dituzte; bidirektiboko inbertsoreak bidirektiboko energia-fluxua ahalbidetzen dute; sareko eta sarekan inbertsoreak, bereizi, sarearekin lotutako eta independentzi operatzen diren diseinuatuta.
