Kaj je osnovni načel inverzorja z vrstami?
Osnovni principi in vrste inverterjev
Inverter je elektronski naprava, ki pretvarja enosmeren tok (DC) v večsmeren tok (AC). Široko se uporablja v sistemih obnovljive energije, neiztirnih zalogah električne energije (UPS), električnih vozilih in drugih aplikacijah. Odvisno od specifične uporabe in tehničnih zahtev, inverterji lahko delujejo na različnih principih in obstajajo v različnih vrstah. Spodaj so nekatere pogoste vrste inverterjev in njihovi delovalni principi:
1. Enofazni inverter
Princip: Enofazni inverter pretvarja DC energijo v enofazni AC tok. Običajno se uporablja za domačo električnost ali majhno opremo. Izhodna valovna oblika enofaznega inverterja lahko predstavlja kvadratni val, modificiran sinusni val ali čist sinusni val.
Kvadratni valovni inverter: Izlazna valovna oblika je preprost kvadratni val, primeren za osnovne optage, toda generira znaten harmonski motniki, zaradi česar ni primern za občutljivo opremo.
Modificiran sinusni valovni inverter: Izlazna valovna oblika je med kvadratnim valom in sinusnim valom, z manjšim vsebnostjo harmonskih motnikov, primeren za večino gospodinjske opreme.
Čist sinusni valovni inverter: Izlazna valovna oblika je blizu idealnega sinusnega vala, s minimalno vsebnostjo harmonskih motnikov, primeren za naprave, ki zahtevajo visokokakovostno energijo, kot so računalniki in medicinska oprema.
Uporaba: Domači solarni sistemi, majhne UPS enote, prenosne viri energije itd.
2. Trefazni inverter
Princip: Trefazni inverter pretvarja DC energijo v trefazni AC tok. Široko se uporablja v industrijskih pogonih motorjev, velikih fotovoltačnih (PV) sistemih in proizvodnji vetra. Izlazna valovna oblika trefaznega inverterja je tudi sinusni val, ki zagotavlja bolj stabilno energijo za naprave z visoko močjo.
Uporaba: Industrijski pogoni motorjev, velike PV elektrarne, proizvodnja energije iz vetra, pogoni električnih vozil itd.
3. Inverter z naponskim virom (VSI)
Princip: Inverter z naponskim virom (VSI) se poveže na fiksni DC naponski vir (kot je baterija ali pravokotnik) na vhodu in uporablja preklopne naprave (kot so IGBT-ji ali MOSFET-i) za nadzor izhodnega AC napona. VSI regulira amplitudo in frekvenco izhodnega napona z določanjem frekvence preklopa in dolžine povrha.
Značilnosti: Zagotavlja stabilni izhodni napon, primeren za aplikacije, ki zahtevajo visokokakovostni napon. Izlazni tok je odvisen od značilnosti optage in lahko kaže znate fluktuacije.
Uporaba: Domači inverterji, UPS sistemi, električna vozila itd.
4. Inverter z tokovim virom (CSI)
Princip: Inverter z tokovim virom (CSI) se poveže na fiksni DC tokovni vir na vhodu in uporablja preklopne naprave za nadzor izhodnega AC toka. CSI regulira amplitudo in frekvenco izhodnega toka z določanjem frekvence preklopa in dolžine povrha.
Značilnosti: Zagotavlja stabilni izhodni tok, primeren za aplikacije, ki zahtevajo natančen nadzor toka. Izlazni napon je odvisen od značilnosti optage in lahko kaže znate fluktuacije.
Uporaba: Industrijski pogoni motorjev, induktivno segrevanje itd.
5. Inverter s širinsko modulacijo impulza (PWM inverter)
Princip: Inverter s širinsko modulacijo impulza (PWM inverter) nadzira amplitudo in frekvenco izhodnega napona z določanjem časa prevoda (tj. širine impulza) preklopnih naprav. Tehnologija PWM lahko ustvari izhodno valovno obliko, ki je blizu sinusnega vala, kar zmanjša harmonske motnike in izboljša kakovost energije.
Značilnosti: Visokokakovostna izhodna valovna oblika, visoka učinkovitost, primeren za aplikacije, ki zahtevajo visokokakovostno energijo. PWM inverterji lahko dosežejo različne AC frekvence z menjavo frekvence preklopa.
Uporaba: Domači inverterji, industrijski pogoni motorjev, UPS sistemi, PV inverterji itd.
6. Večstopenjski inverter
Princip: Večstopenjski inverter ustvari večstopenjsko izhodno valovno obliko napona s kombinacijo več DC virov ali več preklopnih naprav. V primerjavi s tradicionalnimi dvostopenjskimi inverterji, večstopenjski inverterji ustvarijo izhodno valovno obliko, ki je blizu sinusnega vala, z manjšo vsebnostjo harmonskih motnikov in zmanjšanimi izgubami pri preklopu.
Značilnosti: Zelo visokokakovostna izhodna valovna oblika, primeren za aplikacije z visoko močjo in visokim napetostjo. Večstopenjski inverterji lahko zmanjšajo potrebo po filtrih, kar zmanjša kompleksnost in stroške sistema.
Uporaba: Prenos visokonapetostnega enosmernega toka (HVDC), veliki industrijski pogoni motorjev, proizvodnja energije iz vetra itd.
7. Izolirani inverter
Princip: Izolirani inverter vključuje transformator med DC stranjo in AC stranjo, ki zagotavlja električno izolacijo. Ta dizajn preprečuje, da bi težave na DC strani vplivale na AC stran in izboljša varnost sistema.
Značilnosti: Odlična električna izolacija, primeren za aplikacije, ki zahtevajo varno izolacijo. Izolirani inverterji lahko uporabljajo transformatorje za povečevanje ali zmanjševanje napetosti, da se prilagodi različnim zahtevam optage.
Uporaba: Medicinska oprema, industrijski kontrolni sistemi, distribuirani generacijski sistemi itd.
8. Neizolirani inverter
Princip: Neizolirani inverter nima vgrajenega transformatorja, in DC stran je neposredno povezana z AC stranjo. Ta dizajn poenostavi strukturo krca, zmanjša stroške in velikost, toda nima električne izolacije, kar lahko vpliva na varnost sistema.
Značilnosti: Preprosta struktura, nizki stroški, visoka učinkovitost, neprimeren za aplikacije, ki zahtevajo električno izolacijo.
Uporaba: Domači solarni sistemi, majhne UPS enote itd.
9. Dvosmerjni inverter
Princip: Dvosmerni inverter lahko pretvara DC v AC in tudi AC nazaj v DC. To omogoča dvosmerno pretok energije, kar omogoča inverterju, da razpolaga z energijo iz shranjevalnega sistema (kot je baterija) in vrnitev presežne energije nazaj v omrežje ali polnjenje shranjevalnega sistema.
Značilnosti: Podpira dvosmerno pretok energije, primeren za sisteme shranjevanja energije, naprave za polnjenje električnih vozil itd.
Uporaba: Sistemi shranjevanja energije, polnjenje električnih vozil, mikro omrežja itd.
10. Inverter povezan z omrežjem
Princip: Inverter povezan z omrežjem pretvara DC energijo (npr. iz sončnih panelov) v AC energijo, ki je sinhronizirana z omrežjem in jo vstopi v omrežje. Inverterji, povezani z omrežjem, morajo imeti sposobnost sinhronizacije, da zagotovijo, da izhodni AC ustreza napetosti, frekvenci in fazama omrežja.
Značilnosti: Lahko prodaja presežno energijo nazaj v omrežje, kar omogoča učinkovito uporabo energije. Inverterji, povezani z omrežjem, običajno vključujejo zaščito pred izoliranjem, da preprečijo delovanje med težavami v omrežju.
Uporaba: Omrežno povezani PV sistemi, proizvodnja energije iz vetra itd.
11. Inverter brez omrežja
Princip: Inverter brez omrežja deluje neodvisno od omrežja in se običajno uporablja skupaj s shranjevalnim sistemom (kot je baterija). Pretvara DC energijo v AC energijo za lokalne optage. Inverterji brez omrežja ne potrebujejo sinhronizacije z omrežjem, toda morajo zagotavljati stabilno napetost in frekvenco, da zagotovijo visokokakovostni AC izhod.
Značilnosti: Neodvisno delovanje, primeren za oddaljena območja ali lokacije brez dostopa do omrežja. Inverterji brez omrežja običajno vključujejo sisteme upravljanja baterij, da zagotovijo pravilno delovanje shranjevalnega sistema.
Uporaba: Oskrba z energijo v oddaljenih območjih, nujna oskrba z energijo, neodvisni sistemi za proizvodnjo energije itd.
Povzetek
Inverterji delujejo na različnih principih in obstajajo v različnih vrstah, odvisno od specifične uporabe in tehničnih zahtev. Enofazni in trefazni inverterji so primernejši za različne vrste optag, inverterji z naponskim in tokovim virmom se razlikujejo glede na značilnosti izhoda; tehnologiji PWM in večstopenjske izboljšujejo kakovost izhodne valovne oblike; izolirani in neizolirani inverterji ponujajo različne ravni varnosti; dvosmerni inverterji podpirajo dvosmerno pretok energije; inverterji, povezani z omrežjem in brez omrežja, so zasnovani za povezano in neodvisno delovanje, odvisno od primernosti.
