Grunnreglur og tegundir umkerana
Umkeri er orkueðlisvél sem breytir beinni straumi (DC) í sveiflstraum (AC). Það er víðtæklega notað í endurnýjanlegu orku kerfum, óhættu orkuröðun (UPS), raufastjórnunarkerfum og öðrum tækjum. Afhverju viðskipta og teknilegum kröfnum geta umkeri verkið á mismunandi grunnreglum og komið í ýmsar gerðir. Hér fyrir neðan eru nokkrar algengar tegundir umkeranna og þeirra starfsreglur:
1. Einfaldur umkeri
Regla: Einfaldur umkeri breytir DC straumi í einfaldan AC straum. Hann er oft notadur fyrir heimilisraf eða litlu tæki. Utkomukúrva einfalds umkeris getur verið ferningur, brottbreytt sinusköl og eða hrein sinusköl.
Ferningssköl umkeri: Utkomukúrva er einfaldur ferningur, viðeigandi fyrir grunnlega hleðslu en býður upp á mikil harmonísk störf, sem gera það óviðeigandi fyrir kynstokkar tæki.
Brottbreytt sinusköl umkeri: Utkomukúrva er á milli ferningssköl og sinusköl, með lægra harmonísk störf, viðeigandi fyrir mesta part af heimilistæki.
Hrein sinusköl umkeri: Utkomukúrva er eins og fullkominn sinusköl, með lágmarks harmonísk störf, viðeigandi fyrir tæki sem biðja um hágæða orku, eins og tölvur og lyfjafræðitæki.
Notkun: Heimilissólakerfi, litlu UPS einingar, ferðatæktar orka, o.s.frv.
2. Þrefas umkeri
Regla: Þrefas umkeri breytir DC straumi í þrefas AC straum. Það er algengt í verkstjórnunarkerfum, stórum sólarorku (PV) kerfum og vindorkugerð. Utkomukúrva þrefas umkeris er líka sinusköl, sem veitir meiri örugg orku fyrir hægar orku tæki.
Notkun: Verkstjórnunarkerfi, stór PV orkaplantar, vindorkugerð, raufastjórnunarkerfi, o.s.frv.
3. Spennubili umkeri (VSI)
Regla: Spennubili umkeri (VSI) tengist fastri DC spennu (sem til dæmis batery eða rætur) á inntaki sínu og notar skiptingartækni (líkt og IGBT eða MOSFET) til að stjórna úttakssveiflspennu. VSI reglir stærð og tíðni úttaksspennu með því að breyta skiptingartíðni og skylda.
Eiginleikar: Býður upp á örugga úttaksspennu, viðeigandi fyrir tækjum sem biðja um hágæða spennu. Straum úttaksins fer eftir eiginleikum hleðslu og getur birt sérstök sveiflingar.
Notkun: Heimilisumkeri, UPS kerfi, raufafærslutækni, o.s.frv.
4. Straumabili umkeri (CSI)
Regla: Straumabili umkeri (CSI) tengist fastri DC straumi á inntaki sínu og stjórnar úttaks AC straumi með skiptingartækni. CSI reglir stærð og tíðni úttaksstraums með því að breyta skiptingartíðni og skylda.
Eiginleikar: Býður upp á öruggan úttaksstraum, viðeigandi fyrir tækjum sem biðja um nákvæm straumastjórnun. Spenna úttaksins fer eftir eiginleikum hleðslu og getur birt sérstök sveiflingar.
Notkun: Verkstjórnunarkerfi, veitingarhitun, o.s.frv.
5. Pulsbreiddarmóðuð umkeri (PWM umkeri)
Regla: PWM umkeri stjórna stærð og tíðni úttaksspennu með því að breyta keyrslutíma (þ.e. pulsbreidd) skiptingartækja. PWM tækni getur framleitt úttakskúrva sem er næst eins og sinusköl, sem minnkar harmonísk skekkjur og bætir orkugæði.
Eiginleikar: Hágæða úttakskúrva, hár efni, viðeigandi fyrir tækjum sem biðja um hágæða orku. PWM umkeri geta náð mismunandi AC tíðum með því að breyta skiptingartíðni.
Notkun: Heimilisumkeri, verkstjórnunarkerfi, UPS kerfi, PV umkeri, o.s.frv.
6. Marghnüft umkeri
Regla: Marghnüft umkeri myndar marghnüft úttaksspennukúrva með því að sameina mörg DC upprún eða mörg skiptingartækj. Samanburði við hefðbundin tvíhnüft umkeri, marghnüft umkeri myndar úttakskúrva sem er næst eins og sinusköl, með lágmörkum harmonísk störf og minnkuð skiptingargagnrými.
Eiginleikar: Yfirleitt hágæða úttakskúrva, viðeigandi fyrir hægar orku, hágæða orku tækjum. Marghnüft umkeri geta lagt niður þörf fyrir sía, sem læsir kerfiskomplikunar og kostnað.
Notkun: Hágæða DC flæði (HVDC) flæði, stórum verkstjórnunarkerfi, vindorkugerð, o.s.frv.
7. Aðskilin umkeri
Regla: Aðskilin umkeri inniheldur transformator á milli DC og AC hluta, sem veitir rafmagns aðskilning. Þessi hönnun forðast villur á DC hlið frá að afleiða á AC hlið og auksar kerfisöryggi.
Eiginleikar: Fínn rafmagns aðskilning, viðeigandi fyrir tækjum sem biðja um öruggan aðskilning. Aðskilin umkeri geta einnig notað transformator til að hækka eða læska spennu, sem passar við mismunandi hleðslu kröfur.
Notkun: Lyfjafræðitæki, verkstjórnunarkerfi, dreifð orkugerð, o.s.frv.
8. Ekki aðskilin umkeri
Regla: Ekki aðskilin umkeri hefur ekki innbyggðan transformator, og DC hlið er beint tengdur við AC hlið. Þessi hönnun einfaldir rafmagnshljóð, læska kostnað og stærð, en eyðir rafmagns aðskilning, sem gæti áhrif á kerfisöryggi.
Eiginleikar: Einfaldur skipulag, lágr kostnað, hár efni, óviðeigandi fyrir tækjum sem biðja um rafmagns aðskilning.
Notkun: Heimilissólakerfi, litlu UPS einingar, o.s.frv.
9. Tvívært umkeri
Regla: Tvívært umkeri getur breytt DC í AC og einnig breytt AC aftur í DC. Þetta leyfir tvívært orkustreymi, sem veitir umkerinu að bæði sleppa orku úr geymslu (líkt og batery) og senda yfirflæði orku aftur í rafnetið eða hlaða geymslu.
Eiginleikar: Stýrir tvívært orkustreymi, viðeigandi fyrir orkugeymslu, raufahlaðstöðvar, o.s.frv.
Notkun: Orkugeymslu, raufahlaðning, litlu orkugerð, o.s.frv.
10. Rafbundið umkeri
Regla: Rafbundið umkeri breytir DC orku (t.d. frá sólarpannám) í AC orku sem er samstillt við rafnetið og sendir hana í rafnetið. Rafbundið umkeri verður að hafa samstillingu virkni til að tryggja að úttakssveifl sé samstillað við rafnets spennu, tíðni og hnit.
Eiginleikar: Getur selzt yfirflæði orku aftur í rafnetið, sem gerir hægt orkunotkun. Rafbundið umkeri inniheldur venjulega andstæðislandsskydd til að forðast virkni við rafnets villur.
Notkun: Rafbundið PV kerfi, vindorkugerð, o.s.frv.
11. Órafbundið umkeri
Regla: Órafbundið umkeri fer sjálfstætt og er venjulega notað með geymslu (líkt og batery). Það breytir DC orku í AC orku fyrir staðbundið hleðslu. Órafbundið umkeri þarf ekki að samstilla við rafnetið en þarf að veita örugga spennu og tíðni til að tryggja hágæða AC úttak.
Eiginleikar: Sjálfstæð virkni, viðeigandi fyrir fjartengda svæði eða stað sem hefur ekki aðgang að rafneti. Órafbundið umkeri inniheldur venjulega batery stjórnunarkerfi til að tryggja rétt virkni geymslu.
Notkun: Raforka í fjartengdum svæðum, hættumat, óháð orkugerð, o.s.frv.
Samantekt
Umkeri virka á mismunandi grunnreglum og koma í ýmsar tegundir eftir viðskipta og teknilegum kröfnum. Einfald og þrefas umkeri eru viðeigandi fyrir mismunandi hleðslu tegundir; spennubili og straumabili umkeri eru mismunandi eftir úttakseiginleikum; PWM og marghnüft tækni bæta úttakskúrvugæði; aðskilin og ekki aðskilin umkeri búa til mismunandi stig af öryggi; tvívært umkeri stýra tvívært orkustreymi; rafbundið og órafbundið umkeri eru hönnuð fyrir rafnetið tengdu og sjálfstæð virkni, samskeytti.