מהו העיקרון הבסיסי של מומר עם סוגים
עקרונות בסיסיים וסוגי מומסים
מומס הוא מכשיר אלקטרוני הממיר זרם ישר (DC) לזרם חילופין (AC). הוא נמצא בשימוש נרחב במערכות אנרגיה מתחדשת, מערכות אספקה בלתי מתמשכת של חשמל (UPS), רכבים חשמליים ועוד. בהתאם ליישום הספציפי והדרישות הטכנולוגיות, מומסים יכולים לפעול על בסיס עקרונות שונים ולנצל סוגים שונים. להלן כמה מהסוגים הנפוצים של מומסים והעקרונות שלהם:
1. מומס חד-פאזה
עקרון: מומס חד-פאזה ממיר אנרגיה מזרם ישר לזרם חילופין חד-פאזי. הוא משמש בדרך כלל עבור חשמל ביתי או ציוד קטן. תבנית הגל של מומס חד-פאזה יכולה להיות גל מרובע, גל סינוס מותאם או גל סינוס טהור.
מומס גל מרובע: תבנית הגל היא גל מרובע פשוט, מתאים לשטחי עומס בסיסיים אך מייצר הפרעות הרמוניות משמעותיות, מה שהופך אותו לא 적합 עבור מכשירים רגישים.
מומס גל סינוס מותאם: תבנית הגל היא בין גל מרובע לבין גל סינוס, עם תוכן הרמוני נמוך יותר, מתאים לרוב המכשירים הביתיים.
מומס גל סינוס טהור: תבנית הגל דומה מאוד לגל סינוס אידיאלי, עם תוכן הרמוני מינימלי, מתאים למכשירים הדורשים אנרגיה באיכות גבוהה, כגון מחשבים ואביזרים רפואיים.
יישום: מערכות שמש ביתיות, יחידות UPS קטנות, מקורות אנרגיה ניידים וכדומה.
2. מומס שלוש-פאזות
עקרון: מומס שלוש-פאזות ממיר אנרגיה מזרם ישר לזרם חילופין בשלוש פאזה. הוא נמצא בשימוש נרחב במניעי מנועים תעשייתיים, מערכות שמש פוטו-וולטאיות גדולות ומפעלי כוח רוח. תבנית הגל של מומס שלוש-פאזה היא גם גל סינוס, המספק אנרגיה יציבה יותר עבור מכשירים בעוצמה גבוהה.
יישום: מפעילי מנועים תעשייתיים, מפעלי כוח שמש פוטו-וולטאיים גדולים, מפעלי כוח רוח, מערכות הנעה לרכבים חשמליים ועוד.
3. מומס מקור מתח (VSI)
עקרון: מומס מקור מתח (VSI) מחובר למקור מתח DC קבוע (כמו סוללה או מלבן זרם) בכניסה שלו ומפעיל מכשירי החלפה (כמו IGBTs או MOSFETs) כדי לשלוט במתח החילופין ביציאה. VSI מפקח על עוצמת המתח והתדירות ביציאה באמצעות שינוי תדירות ההחלפה והיחס בין זמן ההצגה לעת.
מאפיינים: מספק מתח יציב ביציאה, מתאים ליישומים הדורשים איכות מתח גבוהה. העוצמה של הזרם ביציאה תלויה במאפייני העומס וייתכן שיש בו תנודות משמעותיות.
יישום: מומסים ביתיים, מערכות UPS, רכבים חשמליים ועוד.
4. מומס מקור זרם (CSI)
עקרון: מומס מקור זרם (CSI) מחובר למקור זרם DC קבוע בכניסה שלו ומפעיל את הזרם החילופין ביציאה באמצעות מכשירי החלפה. CSI מפקח על עוצמת הזרם והתדירות ביציאה באמצעות שינוי תדירות ההחלפה והיחס בין זמן ההצגה לעת.
מאפיינים: מספק זרם יציב ביציאה, מתאים ליישומים הדורשים שליטה מדוייקת בזרם. המתח ביציאה תלוי במאפייני העומס וייתכן שיש בו תנודות משמעותיות.
יישום: מפעילי מנועים תעשייתיים, חימום בתשישות מגנטית ועוד.
5. מומס מודולציה רוחב פולס (PWM Inverter)
עקרון: מומס PWM מפקח על עוצמת המתח והתדירות ביציאה באמצעות שינוי זמן ההובלה (כלומר, רוחב הפולס) של מכשירי ההחלפה. טכנולוגיית PWM יכולה לייצר תבנית גל הדומה מאוד לגל סינוס, מצמצמת התפרעות הרמונית ושיפור איכות האנרגיה.
מאפיינים: תבנית גל באיכות גבוהה, יעילות גבוהה, מתאים ליישומים הדורשים איכות אנרגיה גבוהה. מומסים PWM יכולים להשיג תדירויות AC שונות על ידי שינוי תדירות ההחלפה.
יישום: מומסים ביתיים, מפעילי מנועים תעשייתיים, מערכות UPS, מומסים פוטו-וולטאיים ועוד.
6. מומס רב-רמה
עקרון: מומס רב-רמה מפיק תבנית גל מתח רב-רמה על ידי שילוב מספר מקורות DC או מכשירי החלפה מרובים. בהשוואה למומסים דו-רמה מסורתיים, מומסים רב-רמה מפיקים תבנית גל הדומה הרבה יותר לגל סינוס, עם תוכן הרמוני נמוך יותר וירידה בהפסדי החלפה.
מאפיינים: תבנית גל באיכות גבוהה ביותר, מתאים ליישומים בעוצמה גבוהה ובמתח גבוה. מומסים רב-רמה יכולים להפחית את הצורך במסננים, מפחיתים מורכבות ומחיר של המערכת.
יישום: העברת מתח גבוה בזרם ישיר (HVDC), מפעילי מנועים תעשייתיים גדולים, מפעלי כוח רוח ועוד.
7. מומס מבודד
עקרון: מומס מבודד כולל טרנספורטר בין הצד DC לצד AC, המספק מבודדות חשמלית. עיצוב זה מונע מתקלות בצד DC להשפיע על הצד AC ומגביר את בטיחות המערכת.
מאפיינים: מבודדות חשמלית מצוינת, מתאים ליישומים הדורשים מבודדות בטיחות. מומסים מבודדים יכולים להשתמש בטרנספורטרים כדי להעלות או להוריד את המתח, להתאים לדרישות עומס שונות.
יישום: אביזרים רפואיים, מערכות בקרה תעשייתית, מערכות ייצור מבוזר ועוד.
8. מומס לא מבודד
עקרון: מומס לא מבודד אינו כולל טרנספורטר בנוי, והצד DC מחובר ישירות לצד AC. עיצוב זה מפשט את מבנה המעגל, מפחית את המחיר והגודל, אך חסר מבודדות חשמלית, מה שיכול להשפיע על בטיחות המערכת.
מאפיינים: מבנה פשוט, מחיר נמוך, יעילות גבוהה, לא מתאים ליישומים הדורשים מבודדות חשמלית.
יישום: מערכות שמש ביתיות, יחידות UPS קטנות ועוד.
9. מומס דו-כיווני
עקרון: מומס דו-כיווני יכול להמיר DC ל-AC וגם להמיר AC חזרה ל-DC. זה מאפשר זרימת אנרגיה דו-כיוונית, המאפשרת למומס להוציא אנרגיה מאגר אחסון (כמו סוללה) ולהחזיר עודף אנרגיה לרשת או לחזק את מאגר האחסון.
מאפיינים: תומך בזרימת אנרגיה דו-כיוונית, מתאים למערכות אחסון אנרגיה, תחנות טעינה לרכב חשמלי ועוד.
יישום: מערכות אחסון אנרגיה, טעינת רכב חשמלי, רשתות מיקרו ועוד.
10. מומס קשור לרשת
עקרון: מומס קשור לרשת ממיר אנרגיה DC (למשל, מהפאנלים השמשיים) ל-AC המותאם לרשת ומזרים אותה לתוך הרשת. מומסים קשורים לרשת חייבים להיות עם יכולת סנכרון כדי להבטיח שה-AC ביציאה תואמת למתח, התדירות והפאזה של הרשת.
מאפיינים: יכולים למכור עודף אנרגיה בחזרה לרשת, מאפשרים שימוש יעיל באנרגיה. מומסים קשורים לרשת כוללים בדרך כלל הגנה נגד אי-הפרדה כדי למנוע פעולה במהלך מתקלות ברשת.
יישום: מערכות PV קשורות לרשת, ייצור כוח רוח ועוד.
11. מומס ללא רשת
עקרון: מומס ללא רשת פועל באופן עצמאי מרשת ונמצא בשימוש נרחב עם מערכת אחסון (כמו סוללה). הוא ממיר אנרגיה DC ל-AC עבור עומסים מקומיים. מומסים ללא רשת אינם צריכים להסתנכרן עם הרשת אך חייבים לספק מתח ותדירות יציבים כדי להבטיח תוצאה באיכות גבוהה של AC.
מאפיינים: פעולה עצמאית, מתאים לאזורים רחוקים או לאזורים ללא גישה לרשת. מומסים ללא רשת כוללים לעיתים קרובות מערכות ניהול סוללה כדי להבטיח פעולת נכון של מערכת האחסון.
יישום: אספקת חשמל באזורים מרוחקים, חשמל חירום, מערכות ייצור כוח עצמאיות ועוד.
סיכום
מומסים פועלים על בסיס עקרונות שונים ונמצאים בגדלים שונים בהתאם ליישום הספציפי והדרישות הטכנולוגיות. מומסים חד-פאזה ושלוש-פאזה מתאימים לסוגי עומסים שונים; מומסים מקור מתח ומקור זרם נבדלים לפי מאפייני היציאה שלהם; טכנולוגיות PWM ורב-רמה משפרות את איכות תבנית הגל; מומסים מבודדים ולא מבודדים מציעים רמות שונות של בטיחות; מומסים דו-כיווניים תומכים בזרימה דו-כיוונית של אנרגיה; מומסים קשורים לרשת ו момסים ללא רשת מעוצבים עבור פעולה קשורה לרשת עצמאית בהתאמה.
