Feszültségnélküli inverter és áramforrású inverter közötti különbség

A többféle inverter (VSI) és az áramforrás-inverter (CSI) két különböző inverter kategóriát jelentenek, mindkettő direct current (DC)-t vált alternating current (AC)-re. Bár közös céljaik vannak, jelentős működési különbségekkel bírnak, és különböző alkalmazási követelményekhez szolgálnak.

A villamosenergia-technika a különböző energiaátalakítók tanulmányozásán és végrehajtásán alapul—ezek olyan eszközök vagy elektronikus áramkörök, amelyek egy formából másra alakítják át a villamos energiát, hogy alkalmas legyen egy adott terhelésre. Ezek az átalakítók több típusba osztottak, beleértve az AC-to-AC, AC-to-DC, DC-to-AC és DC-to-DC átalakítókat, mindegyik különböző energiaátalakítási igényekhez igazodva.

Az inverter egy specializált energiaátalakító, amely direct current (DC)-t vált alternating current (AC)-re. A bemeneti DC állandó, rögzített feszültséggel rendelkezik, míg a kimeneti AC amplitúdusa és frekvenciája specifikus igények szerint testreszabható. Ez a sokoldalúság elengedhetetlenévé teszi az invertereket a tápegységből származó biztonsági energia előállításához, a magasfeszültségű direct current (HVDC) továbbításhoz, valamint a kimeneti frekvencia vezérlésével motorsebességet állító változófrekvenciás meghajtók (VFD) engedélyezéséhez.

Az inverter kizárólag az elektromos energiát egy formából egy másikba alakítja, anélkül, hogy önállóan generálna energiát. Általában tranzisztorokat, mint például MOSFET-eket vagy IGBT-eket használ, hogy ezt az átalakítást megvalósítsa.

Két fő inverter típus létezik: a feszültségforrás-inverter (VSI) és az áramforrás-inverter (CSI), mindkettő sajátos előnyökkel és korlátokkal.

Feszültségforrás-inverter (VSI)

A VSI úgy van kialakítva, hogy a bemeneti DC feszültsége állandón maradjon, független a terheléstől. Míg a bemeneti áram a terhelésre reagálva fluktuál, a DC forrás belső ellenállása elhanyagolható. Ez a jellemző VSIt csupán ellenállásos vagy könnyen induktív terhelésekre alkalmas, beleértve a világítási rendszereket, az AC motoreket és a fűtőeszközöket is.

Egy nagy kapacitású kondenzátor párhuzamosan van csatlakoztatva a bemeneti DC forrással, hogy állandó feszültséget tartson, így minimalizálva a variációt, még akkor is, ha a bemeneti DC áram a terhelés változásaira reagál. A VSIt általában MOSFET-eket vagy IGBT-eket használnak párosítva visszacsatolási diódákkal (szabadforgási diódákkal), amelyek létfontosságúak a reaktív teljesítmény irányításához induktív áramkörökben.

Áramforrás-inverter (CSI)

A CSI-ben a bemeneti DC áram állandón marad (DC-link áram néven ismert), míg a feszültség a terhelés változásaihoz igazodva fluktuál. A DC forrás magas belső ellenállással rendelkezik, ami a CSI-t nagyon induktív terhelésekre, mint például az indukciós motorokra idealizálja. A VSIt-hez képest a CSIt erősebb ellenállásként mutatkoznak túltöltés és rövidzárló ellen, ami kulcsfontosságú operációs előnnyel jár robust ipari beállításokban.

Egy nagy induktív ellenállású tekercs sorosan van csatlakoztatva a DC forrással, hogy állandó áramforrást hozzon létre, hiszen a tekercs természetesen ellenzi az áram folyamatának változásait. Ez a tervezés biztosítja, hogy a CSI-ben a bemeneti áram stabilis maradjon, míg a feszültség a terhelés változásaira reagál.

A CSIt általában thyristorokat használnak konfigurációjukban, és nem igényelnek szabadforgási diódákat, ami komponens tervezésben és működésben is eltérővé teszi őket a VSIt-ől.

A feszültségforrás-inverter és az áramforrás-inverter főbb különbségei

Az alábbi táblázat összehasonlítja a VSIt és a CSIt legfontosabb vonásait: