Kāds ir invertora pamatprincips ar tīpu?
Pamatprincipi un inverters veidi
Invertētājs ir enerģētikas elektronikas ierīce, kas pārveido gaidu strāvu (DC) par maiņstrāvi (AC). Tā plaši izmantojas atjaunojamās enerģijas sistēmās, bezpārtrauktu elektroenerģijas piegādes sistēmās (UPS), elektromobiļos un citās lietojumprogrammās. Atkarībā no konkrētās lietojumprogrammas un tehniskajiem prasībām, invertētāji var darboties atšķirīgos principos un būt dažādos veidos. Zemāk ir aprakstīti daži parastie invertētāju veidi un to darbības principi:
1. Viensfazais invertētājs
Princips: Viensfazais invertētājs pārveido gaidu strāvu uz viensfazu maiņstrāvi. Tas parasti tiek izmantots mājsaimniecību elektroenerģijai vai maziem ierīcēm. Viensfaza invertētāja izvades vārkārta var būt kvadrātvārkārta, modificēta sinusa vārkārta vai tīra sinusa vārkārta.
Kvadrātvārkārta invertētājs: Izvades vārkārta ir vienkārša kvadrātvārkārta, piemērota pamatizmaksai, taču izraisa zināmu harmonisko interferenci, padarot to nepiemērotu jutīgām ierīcēm.
Modificēta sinusa vārkārta invertētājs: Izvades vārkārta atrodas starp kvadrātvārkārtu un sinusa vārkārtu, ar zemāku harmonisko saturu, piemērota lielākajai daļai mājsaimniecības ierīcēm.
Tīra sinusa vārkārta invertētājs: Izvades vārkārta tuvāk līdzinās ideālai sinusa vārkārtai, ar minimālu harmonisko saturu, piemērota ierīcēm, kuras prasa augstas kvalitātes enerģiju, piemēram, datoriem un medicīnas ierīcēm.
Lietojums: Mājsaimniecību saules enerģijas sistēmas, mazi UPS bloki, portatīvie enerģijas avoti utt.
2. Trīsfazais invertētājs
Princips: Trīsfazais invertētājs pārveido gaidu strāvu uz trīsfazu maiņstrāvi. Tas parasti tiek izmantots rūpnieciskajos dzinēju vadībās, lielos fotovoltaiskajos (PV) sistēmās un vēja enerģijas ražošanā. Trīsfaza invertētāja izvades vārkārta ir arī sinusa vārkārta, nodrošinot stabilāku enerģiju lielām jaudas ierīcēm.
Lietojums: Rūpnieciski dzinēju vadība, lieli PV enerģijas stacijas, vēja enerģijas ražošana, elektromobiļu dzinēju vadība utt.
3. Sprieguma avota invertētājs (VSI)
Princips: Sprieguma avota invertētājs (VSI) savienots ar fiksēto gaidu sprieguma avotu (piemēram, akumulatoru vai rektifikatoru) un izmanto šķērsnes (piemēram, IGBT vai MOSFET), lai kontrolētu izvades maiņstrāvas spriegumu. VSI regulē izvades sprieguma amplitūdu un frekvenci, pielāgojot šķēršanas frekvenci un pienākuma ciklu.
Izlasījumi: Nodrošina stabila izvades sprieguma, piemērots lietojumprogrammām, kas prasa augstu sprieguma kvalitāti. Izvades strāva atkarīga no slodzes rakstura un var izrādīt zināmas svārstības.
Lietojums: Mājsaimniecību invertētāji, UPS sistēmas, elektromobiļi utt.
4. Strāvas avota invertētājs (CSI)
Princips: Strāvas avota invertētājs (CSI) savienots ar fiksēto gaidu strāvas avotu un izmanto šķērsnes, lai kontrolētu izvades maiņstrāvas strāvu. CSI regulē izvades strāvas amplitūdu un frekvenci, pielāgojot šķēršanas frekvenci un pienākuma ciklu.
Izlasījumi: Nodrošina stabila izvades strāvu, piemērots lietojumprogrammām, kas prasa precīzu strāvas kontrolēšanu. Izvades spriegums atkarīgs no slodzes rakstura un var izrādīt zināmas svārstības.
Lietojums: Rūpnieciski dzinēju vadība, indukcijas sildīšana utt.
5. Impulsplatuma modulācijas invertētājs (PWM Invertētājs)
Princips: PWM invertētājs kontrolē izvades sprieguma amplitūdu un frekvenci, pielāgojot šķēršanas laiku (t.i., impulsu platumu) šķērsojošajām ierīcēm. PWM tehnoloģija var radīt izvades vārkārtu, kas tuvāk līdzinās sinusa vārkārtai, samazinot harmonisko deformāciju un uzlabojot enerģijas kvalitāti.
Izlasījumi: Augstas kvalitātes izvades vārkārta, augsta efektivitāte, piemērots lietojumprogrammām, kas prasa augstu enerģijas kvalitāti. PWM invertētāji var sasniegt dažādas AC frekvences, mainot šķēršanas frekvenci.
Lietojums: Mājsaimniecību invertētāji, rūpnieciski dzinēju vadība, UPS sistēmas, PV invertētāji utt.
6. Daudzlīmeņu invertētājs
Princips: Daudzlīmeņu invertētājs ģenerē daudzlīmeņu izvades sprieguma vārkārtu, apvienojot vairākus gaidu avotus vai vairākas šķērsojošās ierīces. Salīdzinājumā ar tradicionālajiem divlīmeņu invertētājiem, daudzlīmeņu invertētāji radīt izvades vārkārtu, kas tuvāk līdzinās sinusa vārkārtai, ar zemāku harmonisko saturu un samazinātām šķēršanas zudējumiem.
Izlasījumi: Ārkārtīgi augstas kvalitātes izvades vārkārta, piemērots lielām jaudas, augsta sprieguma lietojumprogrammām. Daudzlīmeņu invertētāji var samazināt filtru nepieciešamību, samazinot sistēmas sarežģītību un izmaksas.
Lietojums: Augsta sprieguma gaidu strāvas (HVDC) transmisi, lieli rūpnieciski dzinēju vadība, vēja enerģijas ražošana utt.
7. Izolēts invertētājs
Princips: Izolēts invertētājs ietver transformatoru starp gaidu pusi un maiņstrāvas pusi, nodrošinot elektrisku izolāciju. Šis dizains novērš gaidu puses kļūdas ietekmi uz maiņstrāvas pusi un uzlabo sistēmas drošību.
Izlasījumi: Īpaši laba elektriskā izolācija, piemērots lietojumprogrammām, kas prasa drošu izolāciju. Izolētie invertētāji var izmantot transformatorus, lai palielinātu vai samazinātu spriegumu, pielāgojot dažādām slodzes prasībām.
Lietojums: Medicīnas ierīces, rūpnieciskās vadības sistēmas, sadalītas enerģijas ražošanas sistēmas utt.
8. Neizolēts invertētājs
Princips: Neizolēts invertētājs nav iebūvēts transformators, un gaidu puse tiek tieši savienota ar maiņstrāvas pusi. Šis dizains vienkāršo shēmu, samazina izmaksas un izmēru, taču trūkst elektriskas izolācijas, kas var ietekmēt sistēmas drošību.
Izlasījumi: Vienkārša struktūra, zemas izmaksas, augsta efektivitāte, nederīgs lietojumprogrammām, kas prasa elektrisku izolāciju.
Lietojums: Mājsaimniecību saules enerģijas sistēmas, mazi UPS bloki utt.
9. Divvirziena invertētājs
Princips: Divvirziena invertētājs var pārveidot DC par AC un arī AC atpakaļ par DC. Tas ļauj divvirziena enerģijas plūsmu, ļaujot invertētājam gan izlaist enerģiju no uzglabāšanas sistēmas (piemēram, akumulatora), gan arī uzsūtīt pārējo enerģiju tīklā vai uzlādēt uzglabāšanas sistēmu.
Izlasījumi: Atbalsta divvirziena enerģijas plūsmu, piemērots enerģijas uzglabāšanas sistēmām, elektromobiļu uzlādēšanas stacijām utt.
Lietojums: Enerģijas uzglabāšanas sistēmas, elektromobiļu uzlādēšana, mikrotīkli utt.
10. Tīkla savienots invertētājs
Princips: Tīkla savienots invertētājs pārveido gaidu strāvu (piemēram, no saules paneļiem) par maiņstrāvi, kas sinhronizēta ar tīklu un uzsūtīta tīklā. Tīkla savienotiem invertētājiem jāspēj sinhronizēties, lai nodrošinātu, ka izvades maiņstrāve atbilst tīkla spriegumam, frekvencei un fāzei.
Izlasījumi: Var pārdot pārējo enerģiju tīklam, ļaujot efektīvu enerģijas izmantošanu. Tīkla savienotie invertētāji parasti ietver pret-ostrumu aizsardzību, lai novērstu darbību tīkla kļūdās.
Lietojums: Tīkla savienotās PV sistēmas, vēja enerģijas ražošana utt.
11. Bez tīkla invertētājs
Princips: Bez tīkla invertētājs darbojas neatkarīgi no tīkla un parasti tiek izmantots kopā ar uzglabāšanas sistēmu (piemēram, akumulatoru). Tas pārveido gaidu strāvu par maiņstrāvi vietējām slodzēm. Bez tīkla invertētāji nav jāsinhronizē ar tīklu, bet tiem jānodrošina stabils spriegums un frekvence, lai garantētu augstas kvalitātes AC izvadi.
Izlasījumi: Neatkarīga darbība, piemērots attālām teritorijām vai vietām bez tīkla pieejamības. Bez tīkla invertētāji parasti ietver akumulatoru pārvaldības sistēmas, lai nodrošinātu pareizu uzglabāšanas sistēmas darbību.
Lietojums: Elektroenerģijas piegāde attālās teritorijās, ārkārtas enerģijas avots, neatkarīgas enerģijas ražošanas sistēmas utt.
Kopsavilkums
Invertētāji darbojas atšķirīgos principos un ir dažādi veidi, atkarībā no konkrētās lietojumprogrammas un tehniskajiem prasībām. Viensfazie un trīsfazie invertētāji ir piemēroti dažādam slodžu tipiem; sprieguma avota un strāvas avota invertētāji atšķiras atkarībā no to izvades raksturlielumiem; PWM un daudzlīmeņu tehnoloģijas uzlabo izvades vārkārtas kvalitāti; izolētie un neizolētie invertētāji piedāvā dažādas drošības līmeņus; divvirziena invertētāji atbalsta divvirziena enerģijas plūsmu; tīkla savienotie un bez tīkla invertētāji ir izstrādāti attiecīgi tīkla savienotai un neatkarīgai darbībai.
