Forskellen mellem spændingskildeinverter & strømkildeinverter

Spændingskildeinverteren (VSI) og strømkildeinverteren (CSI) repræsenterer to forskellige kategorier af invertere, begge designet til at konvertere direkte strøm (DC) til vekslende strøm (AC). Trods deres fælles formål viser de bemærkelsesværdige operationelle forskelle og opfylder forskellige anvendelseskrav.

Effektelektronik fokuserer på studiet og implementeringen af forskellige effektkonverterere—enheder eller elektroniske kredsløb, der omsætter en form for elektrisk energi til en anden, der er egnet til en bestemt belastning. Disse konvertere er inddelede i flere typer, herunder AC-til-AC, AC-til-DC, DC-til-AC, og DC-til-DC, hver især tilpasset forskellige energikonverteringsbehov.

En inverter er en specialiseret effektkonverter, der er designet til at omsætte direkte strøm (DC) til vekslende strøm (AC). Input-DC har en stabil, fast spænding, mens output-AC kan have sin amplitude og frekvens tilpasset specifikke krav. Denne versalitet gør invertere uundværlige for at generere reservestrøm fra batterier, facilitere højspændingsdirektestrømsoverførsel (HVDC), og muliggøre variable frekvensdriv (VFDs), der justerer motordrift ved at kontrollere outputfrekvens.

En inverter tjener kun til at konvertere elektrisk energi fra en form til en anden, uden selv at producere strøm. Den består typisk af transistorer som MOSFET'er eller IGBT'er for at faciliter denne konvertering.

Der findes to primære typer invertere: spændingskildeinvertere (VSIs) og strømkildeinvertere (CSIs), hver med deres egne fordele og begrænsninger.

Spændingskildeinverter (VSI)

En VSI er designet således, at dens input-DC-spænding forbliver konstant, uafhængig af belastningsvariationer. Mens inputstrømmen fluktuerer i respons på belastningen, viser DC-kilden negligerbar intern impedans. Dette gør VSIs egnet til rent resistive eller let induktive belastninger, herunder belysningsanordninger, AC-motorer, og varmere.

En stor kondensator er forbundet parallel med input-DC-kilden for at opretholde en konstant spænding, hvilket sikrer minimal variation, selv når input-DC-strømmen tilpasses belastningsændringer. VSIs bruger typisk MOSFET'er eller IGBT'er parret med feedback-dioder (freewheeling dioder), som er afgørende for at håndtere reaktiv strømflod i induktive kredsløb.

Strømkildeinverter (CSI)

I en CSI forbliver input-DC-strømmen konstant (refereret til som DC-link-strøm), mens spændingen fluktuerer med belastningsændringer. DC-kilden viser høj intern impedans, hvilket gør CSIs ideale til højt induktive belastninger som induktionsmotorer. I forhold til VSIs tilbyder CSIs forbedret robusthed mod overbelastning og kortslutning, en central driftsfordel i robuste industrielle opsætninger.

En stor induktor er forbundet i serie med DC-kilden for at etablere en konstant strømkilde, da induktoren i sig selv modvirker ændringer i strømfloden. Dette design sikrer, at i en CSI forbliver inputstrømmen stabil, mens spændingen tilpasses belastningsvariationer.

CSIs anvender typisk thyristorer i deres konfiguration og har ikke brug for freewheeling dioder, hvilket adskiller dem fra VSIs både i komponentdesign og driftsmekanik.

Hovedforskelle mellem Spændingskilde- og Strømkildeinverter

Tabellen nedenfor angiver de nøglekontraster mellem VSIs og CSIs: