Koji je osnovni princip invertera sa vrstama

Osnovni principi i vrste invertera

Inverter je uređaj za elektronsku obradu snage koji pretvara jednosmerno struju (DC) u izmeničnu struju (AC). Široko se koristi u sistemima obnovljive energije, nezaustavljanim sistemima opskrbe strujom (UPS), električnim vozilima i drugim primenama. Zavisno od specifične primene i tehničkih zahteva, inverteri mogu raditi na različitim principima i dolaziti u različitim tipovima. Ispod su navedeni neki često korišćeni tipovi 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 talasna forma jednofaznog invertera može biti kvadratna valna forma, modifikovana sinusoidna valna forma ili čista sinusoidna valna forma.

• Kvadratni inverter: Izlazna talasna forma je jednostavna kvadratna valna forma, prikladna za osnovne opterećenja, ali generiše značajnu harmonijsku interferenciju, što ga čini neprikladnim za osetljive uređaje.

• Modifikovani sinusoidalni inverter: Izlazna talasna forma je između kvadratne i sinusoidne valne forme, sa nižim sadržajem harmonika, prikladna za većinu kućanskih uređaja.

• Čist sinusoidalni inverter: Izlazna talasna forma sasvim liči na idealnu sinusoidnu valnu formu, sa minimalnim sadržajem harmonika, prikladan za uređaje koji zahtevaju visokokvalitetnu struju, kao što su računari i medicinska oprema.

• Primena: Kućanski solarni sistemi, mali UPS uređaji, prenosivi 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) sistemima i proizvodnji vetroenergije. Izlazna talasna forma trofaznog invertera je takođe sinusoidna, pružajući stabilniju struju za uređaje visoke snage.

• Primena: Industrijski pogoni motora, veliki PV elektrane, proizvodnja vetroenergije, pogoni električnih vozila, itd.

3. Inverter izvor napona (VSI)

• Princip: Inverter izvor napona (VSI) povezan je sa fiksiranim izvorom DC napona (kao što su baterija ili rektifikator) na ulazu, a koristi prekidničke uređaje (poput IGBT-a ili MOSFET-a) da kontrolira izlazni AC napon. VSI reguliše amplitudu i frekvenciju izlaznog napona podesavanjem frekvencije prekidanja i faktora ispunjenosti.

• Karakteristike: Pruža stabilan izlazni napon, prikladan za primene koje zahtevaju visoku kvalitetu napona. Izlazni tok zavisi od karakteristika opterećenja i može pokazati značajne fluktuacije.

• Primena: Kućanski inverteri, UPS sistemi, električna vozila, itd.

4. Inverter izvor toka (CSI)

• Princip: Inverter izvor toka (CSI) povezan je sa fiksiranim izvorom DC toka na ulazu, a koristi prekidničke uređaje da kontrolira izlazni AC tok. CSI reguliše amplitudu i frekvenciju izlaznog toka podesavanjem frekvencije prekidanja i faktora ispunjenosti.

• Karakteristike: Pruža stabilan izlazni tok, prikladan za primene koje zahtevaju preciznu kontrolu toka. Izlazni napon zavisi od karakteristika opterećenja i može pokazati značajne fluktuacije.

• Primena: Industrijski pogoni motora, induktivno zagrejavanje, itd.

5. Inverter širemodulacije (PWM inverter)

• Princip: PWM inverter kontrolira amplitudu i frekvenciju izlaznog napona podesavanjem vremena provodnosti (tj. širine impulsa) prekidničkih uređaja. Tehnologija PWM može proizvesti izlaznu talasnu formu koja sasvim liči na sinusoidnu valnu formu, smanjujući harmonijsku distorziju i poboljšavajući kvalitet struje.

• Karakteristike: Visokokvalitetna izlazna talasna forma, visoka efikasnost, prikladan za primene koje zahtevaju visok kvalitet struje. PWM inverteri mogu postići različite AC frekvencije menjanjem frekvencije prekidanja.

• Primena: Kućanski inverteri, industrijski pogoni motora, UPS sistemi, PV inverteri, itd.

6. Višenivojni inverter

• Princip: Višenivojni inverter generiše višenivojnu izlaznu talasnu formu kombinovanjem više DC izvora ili više prekidničkih uređaja. U poređenju sa tradicionalnim dvonivojnima inverterima, višenivojni inverteri proizvode izlaznu talasnu formu koja je mnogo bliža sinusoidnoj, sa nižim sadržajem harmonika i smanjenim gubitcima prekidanja.

• Karakteristike: Izuzetno visokokvalitetna izlazna talasna forma, prikladan za primene visoke snage i visokog napona. Višenivojni inverteri mogu smanjiti potrebu za filterima, smanjujući složenost i cenu sistema.

• Primena: Prenos visokonaponske izmenične struje (HVDC), veliki industrijski pogoni motora, proizvodnja vetroenergije, itd.

7. Izolovani inverter

• Princip: Izolovani inverter uključuje transformator između DC i AC strane, pružajući električku izolaciju. Ovaj dizajn sprečava greške na DC strani da utiču na AC stranu i unapređuje sigurnost sistema.

• Karakteristike: Odlična električka izolacija, prikladan za primene koje zahtevaju bezbednu izolaciju. Izolovani inverteri mogu koristiti transformatore za povećanje ili smanjenje napona, prilagođavajući se različitim zahtevima opterećenja.

• Primena: Medicinska oprema, industrijski kontrolni sistemi, raspodeljeni sistemi proizvodnje, itd.

8. Neizolovani inverter

• Princip: Neizolovani inverter nema ugrađeni transformator, a DC strana je direktno povezana sa AC stranom. Ovaj dizajn pojednostavljuje strukturu kruga, smanjuje troškove i dimenzije, ali nedostaje električka izolacija, što može uticati na sigurnost sistema.

• Karakteristike: Jednostavna struktura, niske cene, visoka efikasnost, neprikladan za primene koje zahtevaju električku izolaciju.

• Primena: Kućanski solarni sistemi, mali UPS uređaji, itd.

9. Dvosmeran inverter

• Princip: Dvosmeran inverter može pretvarati DC u AC i takođe pretvarati AC nazad u DC. To omogućava dvosmerni tok energije, omogućavajući inverteru da isprazni energiju iz skladišta (kao što je baterija) i da prenese prekomernu energiju nazad u mrežu ili da puni skladište.

• Karakteristike: Podržava dvosmerni tok energije, prikladan za sisteme skladištenja energije, stanice za punjenje električnih vozila, itd.

• Primena: Sistemi skladištenja energije, punjenje električnih vozila, mikro-mreže, itd.

10. Inverter vezan za mrežu

• Princip: Inverter vezan za mrežu pretvara DC struju (npr. od solarnih panela) u AC struju koja je sinkronizovana sa mrežom i prenosi je u mrežu. Inverteri vezani za mrežu moraju imati sposobnost sinkronizacije kako bi se osiguralo da izlazna AC struja odgovara naprezanju, frekvenciji i faznom pomerenju mreže.

• Karakteristike: Mogu prodavati prekomernu energiju nazad u mrežu, omogućavajući efikasnu upotrebu energije. Inverteri vezani za mrežu obično uključuju zaštitu od oseckanja kako bi se sprečilo funkcionisanje tijekom grešaka u mreži.

• Primena: Mrežno povezani PV sistemi, proizvodnja vetroenergije, itd.

11. Inverter nevezan za mrežu

• Princip: Inverter nevezan za mrežu radi nezavisno od mreže i obično se koristi sa sistemom skladištenja (kao što je baterija). Pretvara DC struju u AC struju za lokalna opterećenja. Inverteri nevezani za mrežu ne moraju sinkronizovati sa mrežom, ali moraju pružati stabilno naprezanje i frekvenciju kako bi se osigurala visokokvalitetna AC struja.

• Karakteristike: Nezavisno funkcionisanje, prikladan za udaljene regione ili lokacije bez pristupa mreži. Inverteri nevezani za mrežu često uključuju sisteme upravljanja baterijama kako bi se osiguralo pravilno funkcionisanje sistema skladištenja.

• Primena: Snabdijevanje strujom u udaljenim regionima, hitna struja, nezavisni sistemi proizvodnje, itd.

Sažetak

Inverteri rade na različitim principima i dolaze u različitim tipovima zavisno od specifične primene i tehničkih zahteva. Jednofazni i trofazni inverteri su prikladni za različite tipove opterećenja; inverteri izvora napona i izvora toka se razlikuju po svojim izlaznim karakteristikama; tehnologije PWM i višenivojne poboljšavaju kvalitet izlazne talasne forme; izolovani i neizolovani inverteri nude različite nivoe sigurnosti; dvosmerani inverteri podržavaju dvosmerni tok energije; inverteri vezani za mrežu i nevezani za mrežu su dizajnirani za povezivanje sa mrežom i nezavisno funkcionisanje, redom.