Jännitelähteen kääntäjän ja virranlähteen kääntäjän ero

Jännitelähteen inversio (VSI) ja virranlähteen inversio (CSI) edustavat kahta erillistä inverterin luokkaa, jotka molemmat on suunniteltu suoraa virtaa (DC) vaihtovirtaan (AC) muuntamaan. Vaikka niiden tarkoitus on sama, ne osoittavat huomattavia toimintamaittain eroja ja soveltuvat erilaisiin käyttötarkoituksiin.

Tehoelektroniikka keskittyy erilaisten tehojenmuuntajien tutkimukseen ja toteutukseen – laitteisiin tai sähköpiireihin, jotka muuntavat yhden sähköenergian muodon toiseen, joka sopii tietylle kuormalle. Nämä muuntimet luokitellaan useaan tyyppiin, mukaan lukien AC-AC, AC-DC, DC-AC ja DC-DC, joista kukin on suunniteltu erilaisiin energiamuuntamistarpeisiin.

Inversio on erikoistunut tehojenmuuntaja, joka on suunniteltu muuntaakseen suoran virtauksen (DC) vaihtovirtaksi (AC). Syöttö DC:n ominaisuudet ovat vakio, kiinteä jännite, kun taas ulostulo AC:n amplitudi ja taajuus voidaan säätää tarvittavasti. Tämä monipuolisuus tekee inverteeristä välttämättömän varautumisvoiman tuottamiseen akkuista, korkeanjänniteen suoran virtauksen (HVDC) siirtoon ja muuttuvaan taajuuteen (VFD) moottoreiden nopeuden säätämiseen ulostulotaajuuden ohjaamalla.

Inversio palvelee ainoastaan sähköenergian muuntamista yhdestä muodosta toiseen, eikä se luo energiaa itsenäisesti. Se koostuu yleensä transistoriista, kuten MOSFETeistä tai IGBT:eistä, jotka mahdollistavat tämän muuntamisen.

On olemassa kaksi pääasiallista inverterin tyyppiä: jännitelähteen inversiot (VSIs) ja virranlähteen inversiot (CSIs), joilla on omat erityiset etunsa ja rajoitteensa.

Jännitelähteen inversio (VSI)

VSI on suunniteltu siten, että sen syöttö DC-jännite pysyy vakiona, vaikka kuorman vaihdoksissa. Vaikka syöttövirta vaihtelee kuorman mukaan, DC-lähde näyttää huomioitavan pieniä sisäisiä impedansseja. Tämä piirre tekee VSIs:stä sopivia puhtasti vastuullisille tai kevyesti induktiivisille kuormille, mukaan lukien valaistusjärjestelmät, AC-moottorit ja lämmittimet.

Iso kondensaattori on kytketty rinnakkain syöttö DC-lähdevarastoon, jotta jännite pysyy vakioksi, mikä takaa minimiarvot vaihteluissa, vaikka syöttö DC-virta mukautuisi kuormavaihtoksiin. VSIs hyödyntävät yleensä MOSFETejä tai IGBT:eitä, joita on yhdistetty palaute-diodeihin (freewheeling diodes), jotka ovat olennaisia reaktiivisen tehon hallinnassa induktiivisissa piireissä.

Virranlähteen inversio (CSI)

CSIs:ssä syöttö DC-virta pysyy vakiona (viitataan myös DC-linkki-virtana), kun taas jännite vaihtelee kuorman mukaan. DC-lähde näyttää korkeita sisäisiä impedansseja, mikä tekee CSIs:stä idealeja korkeasti induktiiviselle kuormalle, kuten induktiomoottoreille. VSIs:iin verrattuna CSIs tarjoavat parannettua kestävyyttä ylikuormituksen ja lyhythätien suhteen, mikä on avaintekijä vahvissa teollisissa asetuksissa.

Iso indukttori on kytketty sarjassa DC-lähdevarastoon, jotta perustetaan vakiovirtalähde, koska indukttori luonteeltaan vastustaa virtausten muutoksia. Tämä suunnitelma varmistaa, että CSIs:ssä syöttövirta pysyy vakiona, kun taas jännite mukautuu kuorman muutoksiin.

CSIs hyödyntävät yleensä thyristoreja konfiguraatiossaan eivätkä tarvitse freewheeling-diodeja, mikä erottaa ne VSIs:stä komponenttisuunnittelun ja toiminnallisuuden kannalta.

Pääasialliset erot jännitelähteen ja virranlähteen invertereissä

Alla oleva taulukko esittelee VSIs:n ja CSIs:n keskeiset vertailut: