Ters çevirenin temel prensibi ve tipleri nedir
Temel Prensipler ve Inverter Türleri
Inverter, doğrudan akım (DC) iletern akımı (AC) arasında dönüştürme yapan bir güç elektronik cihazıdır. Geniş ölçüde yenilenebilir enerji sistemlerinde, kesintisiz güç kaynaklarında (UPS), elektrikli araçlarda ve diğer uygulamalarda kullanılır. Belirli bir uygulama ve teknik gereksinimlere bağlı olarak, inverterler farklı prensipler üzerine çalışabilir ve çeşitli türlerdedir. Aşağıda bazı yaygın inverter türleri ve çalışma prensipleri bulunmaktadır:
1. Tek Fazlı Inverter
Prensip: Tek fazlı inverter, DC gücünü tek fazlı AC gücüne dönüştürür. Genellikle ev elektriği veya küçük ekipmanlar için kullanılır. Tek fazlı inverterin çıkış dalga formu kare dalga, modifiye sinüzoidal dalga veya saf sinüzoidal olabilir.
Kare Dalga Inverter: Çıkış dalga formu basit bir kare dalga şeklindedir, temel yükler için uygun ancak önemli harmonik interferans üretir, bu nedenle hassas cihazlar için uygun değildir.
Modifiye Sinüzoidal Dalga Inverter: Çıkış dalga formu kare dalga ve sinüzoidal dalga arasındadır, daha düşük harmonik içeriği ile, çoğu ev aleti için uygun durumdadır.
Saf Sinüzoidal Dalga Inverter: Çıkış dalga formu ideal bir sinüzoidal dalgaya çok benzer, minimum harmonik içerik ile, bilgisayarlar ve tıbbi ekipman gibi yüksek kalite güç gerektiren cihazlar için uygun durumdadır.
Uygulama: Ev güneş sistemleri, küçük UPS birimleri, taşınabilir güç kaynakları vb.
2. Üç Fazlı Inverter
Prensip: Üç fazlı inverter, DC gücünü üç fazlı AC gücüne dönüştürür. Endüstriyel motor sürücülerinde, büyük güneş enerjisi (PV) sistemlerinde ve rüzgar enerjisi üretiminde yaygın olarak kullanılır. Üç fazlı inverterin çıkış dalga formu da bir sinüzoidal dalga şeklindedir, yüksek güç cihazları için daha istikrarlı güç sağlar.
Uygulama: Endüstriyel motor sürücüler, büyük PV Güç Santralleri, rüzgar enerjisi üretimi, elektrikli araç sürücü sistemleri vb.
3. Gerilim Kaynağı Inverter (VSI)
Prensip: Bir gerilim kaynağı inverteri (VSI), girişinde sabit bir DC gerilim kaynağına (örneğin pil veya redaktöre) bağlanır ve çıkış AC gerilimini kontrol etmek için anahtar cihazlarını (IGBT'ler veya MOSFET'ler gibi) kullanır. VSI, anahtar frekansını ve devre oranını ayarlayarak çıkış gerilim amplitudunu ve frekansını düzenler.
Özellikler: İstikrarlı çıkış gerilimi sağlar, yüksek gerilim kalitesi gerektiren uygulamalar için uygun. Çıkış akımı yük karakteristiğine bağlıdır ve önemli dalgalanmalara sahip olabilir.
Uygulama: Ev inverters, UPS sistemleri, elektrikli araçlar vb.
4. Akım Kaynağı Inverter (CSI)
Prensip: Bir akım kaynağı inverteri (CSI), girişinde sabit bir DC akım kaynağına bağlanır ve çıkış AC akımını kontrol etmek için anahtar cihazlarını kullanır. CSI, anahtar frekansını ve devre oranını ayarlayarak çıkış akım amplitudunu ve frekansını düzenler.
Özellikler: İstikrarlı çıkış akımı sağlar, hassas akım kontrolü gerektiren uygulamalar için uygun. Çıkış gerilimi yük karakteristiğine bağlıdır ve önemli dalgalanmalara sahip olabilir.
Uygulama: Endüstriyel motor sürücüler, endüksiyon ısıtma vb.
5. Pulse Genişliği Modülasyonlu Inverter (PWM Inverter)
Prensip: PWM inverter, anahtar cihazlarının iletkenlik süresini (yani darbe genişliğini) ayarlayarak çıkış gerilim amplitudunu ve frekansını kontrol eder. PWM teknolojisi, bir sinüzoidal dalgaya çok benzeyen bir çıkış dalga formu üretebilir, bu da harmonik bozulmayı azaltır ve güç kalitesini geliştirir.
Özellikler: Yüksek kaliteli çıkış dalga formu, yüksek verimlilik, yüksek güç kalitesi gerektiren uygulamalar için uygun. PWM inverterler, anahtar frekansını değiştirerek farklı AC frekanslarına ulaşabilir.
Uygulama: Ev inverterler, endüstriyel motor sürücüler, UPS sistemleri, PV inverterler vb.
6. Çok Seviyeli Inverter
Prensip: Çok seviyeli inverter, birden fazla DC kaynağını veya birden fazla anahtar cihazını birleştirerek çok seviyeli bir çıkış gerilim dalga formu oluşturur. Geleneksel iki seviyeli inverterlere kıyasla, çok seviyeli inverterler, daha düşük harmonik içerik ve daha az anahtar kaybıyla, bir sinüzoidal dalgaya çok daha yakın bir çıkış dalga formu üretir.
Özellikler: Çok yüksek kaliteli çıkış dalga formu, yüksek güç, yüksek gerilim uygulamaları için uygun. Çok seviyeli inverterler, filtre ihtiyacını azaltarak sistem karmaşıklığını ve maliyetini düşürebilir.
Uygulama: Yüksek gerilimli doğrudan akım (HVDC) iletimi, büyük endüstriyel motor sürücüler, rüzgar enerjisi üretimi vb.
7. İzole Inverter
Prensip: İzole inverter, DC tarafı ile AC tarafı arasında bir transformatör içerir, bu da elektriksel izolasyon sağlar. Bu tasarım, DC tarafındaki hataların AC tarafını etkilemesini önler ve sistem güvenliğini artırır.
Özellikler: Mükemmel elektriksel izolasyon, güvenli izolasyon gerektiren uygulamalar için uygun. İzole inverterler, dönüşümü yükseltmek veya düşürmek için transformatörleri de kullanabilir, böylece farklı yük gereksinimlerine uyabilir.
Uygulama: Tıbbi ekipman, endüstriyel kontrol sistemleri, dağıtılmış üretim sistemleri vb.
8. İzolesiz Inverter
Prensip: İzolesiz inverter, dahili bir transformatörü yoktur ve DC tarafı doğrudan AC tarafına bağlanır. Bu tasarım, devre yapısını basitleştirir, maliyeti ve boyutu azaltır, ancak elektriksel izolasyon eksikliği nedeniyle sistem güvenliğini etkileyebilir.
Özellikler: Basit yapı, düşük maliyet, yüksek verimlilik, elektriksel izolasyon gerektiren uygulamalar için uygun değildir.
Uygulama: Ev güneş sistemleri, küçük UPS birimleri vb.
9. İki Yönlü Inverter
Prensip: İki yönlü inverter, DC yi AC ye dönüştürebilir ve aynı zamanda AC yi DC ye dönüştürebilir. Bu, çift yönlü enerji akışı sağlar, inverterin depolama sistemi (örneğin pil) üzerinden enerjiyi boşaltmasını ve arta kalan enerjiyi şebekeye geri beslemesini veya depolama sistemini şarj etmesini sağlar.
Özellikler: İki yönlü enerji akışını destekler, enerji depolama sistemleri, elektrikli araç şarj istasyonları vb. için uygun durumdadır.
Uygulama: Enerji depolama sistemleri, elektrikli araç şarjı, mikro ağlar vb.
10. Şebeke Bağlı Inverter
Prensip: Şebeke bağlı inverter, DC gücü (örneğin güneş panelinden) AC gücüne dönüştürür, bu AC gücü şebekeyle senkronize edilir ve şebekeye beslenir. Şebeke bağlı inverterler, çıkış AC'nin şebeke voltajı, frekansı ve fazı ile eşleşmesini sağlamak için senkronizasyon yetenekleri olmalıdır.
Özellikler: Artta kalan enerjiyi şebekeye satma imkanı sunar, bu da etkin enerji kullanımını sağlar. Şebeke bağlı inverterler genellikle şebeke hataları sırasında işlemi engellemek için anti adalandırma koruması içerir.
Uygulama: Şebeke bağlantılı PV sistemleri, rüzgar enerjisi üretimi vb.
11. Şebeke Dışı Inverter
Prensip: Şebeke dışı inverter, şebekeden bağımsız olarak çalışır ve genellikle bir depolama sistemi (örneğin pil) ile kullanılır. DC gücü yerel yükler için AC gücüne dönüştürür. Şebeke dışı inverterler, şebekeyle senkronize olmak zorunda değildir, ancak yüksek kaliteli AC çıkışı sağlamak için istikrarlı voltaj ve frekans sağlamalıdır.
Özellikler: Bağımsız işlem, uzak bölgeler veya şebeke erişimi olmayan yerler için uygun. Şebeke dışı inverterler genellikle depolama sisteminin düzgün işleyişi için pil yönetim sistemleri içerir.
Uygulama: Uzak bölgelerde güç sağlama, acil güç, bağımsız güç üretimi sistemleri vb.
Özet
Inverterler, belirli bir uygulama ve teknik gereksinimlere bağlı olarak çeşitli prensipler üzerine çalışır ve farklı türlerdedir. Tek fazlı ve üç fazlı inverterler, farklı yük tipleri için uygun; gerilim kaynağı ve akım kaynağı inverterleri, çıkış karakteristiklerine göre farklılık gösterir; PWM ve çok seviyeli teknolojiler çıkış dalga formu kalitesini iyileştirir; izole ve izolesiz inverterler, farklı güvenlik seviyeleri sunar; çift yönlü inverterler, çift yönlü enerji akışını destekler; şebeke bağlı ve şebeke dışı inverterler, sırasıyla şebeke bağlantılı ve bağımsız işlemler için tasarlanmıştır.
