Koji je osnovni princip invertera s vrstama
Osnovni principi i vrste invertera
Inverter je elektronički uređaj za snagu koji pretvara struju stalnog toka (DC) u struju promjenjivog toka (AC). Široko se koristi u sustavima obnovljivih izvora energije, neprometljivim izvorima napajanja (UPS), električnim vozilima i drugim primjenama. Ovisno o specifičnoj primjeni i tehničkim zahtjevima, inverteri mogu raditi na različitim principima i dolaziti u različitim vrstama. Ispod su neke uobičajene vrste invertera i njihovi radni principi:
1. Jednofazni inverter
Princip: Jednofazni inverter pretvara DC struju u jednofaznu AC struju. Obično se koristi za kućansku struju ili male uređaje. Izlazna valna forma jednofaznog invertera može biti kvadratna valna, modificirana sinusna valna ili čista sinusna valna.
Kvadratni inverter: Izlazna valna forma je jednostavna kvadratna valna, prikladna za osnovne opterećenja, ali generira značajnu harmonijsku interferenciju, što ga čini neprikladnim za osjetljive uređaje.
Modificirani sinusni inverter: Izlazna valna forma je između kvadratne i sinusne valne, s manjim sadržajem harmonika, prikladan za većinu kućanskih aparata.
Čisti sinusni inverter: Izlazna valna forma slična idealnoj sinusnoj vali, s minimalnim sadržajem harmonika, prikladan za uređaje koji zahtijevaju visokokvalitetnu struju, poput računala i medicinskog opreme.
Primjena: Kućanski solarni sustavi, mali UPS uređaji, nosivi izvori struje itd.
2. Trofazni inverter
Princip: Trofazni inverter pretvara DC struju u trofaznu AC struju. Često se koristi u industrijskim pogonima motora, velikim fotovoltaičkim (PV) sustavima i proizvodnji vjetroenergie. Izlazna valna forma trofaznog invertera također je sinusna vala, pružajući stabilniju struju za uređaje visoke snage.
Primjena: Industrijski pogoni motora, velike PV elektranje, proizvodnja vjetroenergie, pogonski sustavi električnih vozila itd.
3. Inverter s izvorom napona (VSI)
Princip: Inverter s izvorom napona (VSI) povezan je s fiksiranim izvorom DC napona (poput baterije ili upravljača) na svojem ulazu i koristi prekidače (poput IGBT-a ili MOSFET-a) za kontrolu izlaznog AC napona. VSI regulira amplitudu i frekvenciju izlaznog napona prilagođavanjem frekvencije prekidanja i faktora ispunjenja.
Karakteristike: Pruža stabilan izlazni napon, prikladan za primjene koje zahtijevaju visoku kvalitetu napona. Izlazni struja ovisi o karakteristikama opterećenja i može pokazati značajne fluktuacije.
Primjena: Kućanski inverteri, UPS sustavi, električna vozila itd.
4. Inverter s izvorom struje (CSI)
Princip: Inverter s izvorom struje (CSI) povezan je s fiksiranim izvorom DC struje na svojem ulazu i kontrolira izlaznu AC struju koristeći prekidače. CSI regulira amplitudu i frekvenciju izlazne struje prilagođavanjem frekvencije prekidanja i faktora ispunjenja.
Karakteristike: Pruža stabilnu izlaznu struju, prikladan za primjene koje zahtijevaju preciznu kontrolu struje. Izlazni napon ovisi o karakteristikama opterećenja i može pokazati značajne fluktuacije.
Primjena: Industrijski pogoni motora, induktivno zagrijavanje itd.
5. Inverter s modulacijom širine impulsa (PWM inverter)
Princip: PWM inverter kontrolira amplitudu i frekvenciju izlaznog napona prilagođavanjem vremena provodnosti (tj. širine impulsa) prekidača. Tehnologija PWM može proizvesti izlaznu valnu formu koja slično idealskoj sinusnoj vali, smanjujući harmonijsku distorziju i poboljšavajući kvalitetu struje.
Karakteristike: Visokokvalitetna izlazna valna forma, visoka učinkovitost, prikladan za primjene koje zahtijevaju visoku kvalitetu struje. PWM inverteri mogu postići različite AC frekvencije mijenjanjem frekvencije prekidanja.
Primjena: Kućanski inverteri, industrijski pogoni motora, UPS sustavi, PV inverteri itd.
6. Višenivo insverters
Princip: Višenivo inverter stvara višenivohu izlaznu valnu formu kombinirajući više DC izvora ili više prekidača. U usporedbi s tradicionalnim dvonivoznim inverterima, višenivo inverteri proizvode izlaznu valnu formu koja je mnogo bliža sinusnoj vali, s nižim sadržajem harmonika i smanjenim gubitcima prekidanja.
Karakteristike: Izuzetno visokokvalitetna izlazna valna forma, prikladan za primjene visoke snage i visokog napona. Višenivo inverteri mogu smanjiti potrebu za filterima, smanjujući složenost i cijenu sustava.
Primjena: Prenos visokonaponske struje stalnog toka (HVDC), veliki industrijski pogoni motora, proizvodnja vjetroenergie itd.
7. Izolirani inverter
Princip: Izolirani inverter uključuje transformator između DC strane i AC strane, pružajući električku izolaciju. Taj dizajn sprečava greške na DC strani da utječu na AC stranu i poboljšava sigurnost sustava.
Karakteristike: Izvrsna električka izolacija, prikladan za primjene koje zahtijevaju sigurnu izolaciju. Izolirani inverteri također mogu koristiti transformatore za povećanje ili smanjenje napona, prilagođavajući se različitim zahtjevima opterećenja.
Primjena: Medicinska oprema, industrijski sustavi upravljanja, distribuirani sustavi proizvodnje struje itd.
8. Neizolirani inverter
Princip: Neizolirani inverter nema ugrađeni transformator, a DC strana je direktno povezana s AC stranom. Taj dizajn pojednostavljuje strukturu kruga, smanjuje trošak i veličinu, ali nedostaje električka izolacija, što može utjecati na sigurnost sustava.
Karakteristike: Jednostavna struktura, niski trošak, visoka učinkovitost, neprikladan za primjene koje zahtijevaju električku izolaciju.
Primjena: Kućanski solarni sustavi, mali UPS uređaji itd.
9. Dvosmjerni inverter
Princip: Dvosmjerni inverter može pretvarati DC u AC i također pretvarati AC natrag u DC. To omogućuje dvosmjerni tok energije, omogućujući inverteru da ispušta energiju iz sustava pohrane (poput baterije) i vraća prekomjernu energiju u mrežu ili puni sustav pohrane.
Karakteristike: Podržava dvosmjerni tok energije, prikladan za sustave pohrane energije, punjenje električnih vozila itd.
Primjena: Sustavi pohrane energije, punjenje električnih vozila, mikromreže itd.
10. Inverter vezan uz mrežu
Princip: Inverter vezan uz mrežu pretvara DC struju (npr. od solarnih panela) u AC struju koja je sinkronizirana s mrežom i hrani mrežu. Inverteri vezani uz mrežu moraju imati sposobnosti sinkronizacije kako bi se osiguralo da izlazna AC struja odgovara naponu, frekvenciji i faziranju mreže.
Karakteristike: Može prodavati prekomjernu energiju mreži, omogućujući učinkovitu iskorištavanje energije. Inverteri vezani uz mrežu obično uključuju zaštitu od "islandingu" kako bi se spriječilo funkcioniranje tijekom grešaka mreže.
Primjena: Mrežno povezani PV sustavi, proizvodnja vjetroenergie itd.
11. Inverter nevezan uz mrežu
Princip: Inverter nevezan uz mrežu radi neovisno o mreži i obično se koristi s sustavom pohrane (poput baterije). Pretvara DC struju u AC struju za lokalne opterećenja. Inverteri nevezani uz mrežu ne moraju sinkronizirati s mrežom, ali moraju pružati stabilan napon i frekvenciju kako bi se osigurala visokokvalitetna AC struja.
Karakteristike: Neovisno funkcioniranje, prikladan za udaljene područja ili lokacije bez pristupa mreži. Inverteri nevezani uz mrežu često uključuju sustave upravljanja baterijama kako bi se osiguralo pravilno funkcioniranje sustava pohrane.
Primjena: Snabdijevanje strujom u udaljenim područjima, hitna struja, neovisni sustavi proizvodnje struje itd.
Sažetak
Inverteri rade na različitim principima i dolaze u različitim vrstama ovisno o specifičnoj primjeni i tehničkim zahtjevima. Jednofazni i trofazni inverteri su prikladni za različite vrste opterećenja; inverteri s izvorom napona i inverteri s izvorom struje se razlikuju po svojim izlaznim karakteristikama; tehnologije PWM i višenivo unapređuju kvalitetu izlazne valne forme; izolirani i neizolirani inverteri nude različite razine sigurnosti; dvosmjerni inverteri podržavaju dvosmjerni tok energije; inverteri vezani uz mrežu i inverteri nevezani uz mrežu dizajnirani su za povezivanje s mrežom i neovisno funkcioniranje, redom.
