Forskjell mellom spenningkildeinverter og strømkildeinverter

Spenningskildeinverteren (VSI) og strømkildeinverteren (CSI) representerer to distinkte kategorier av invertere, begge designet for å konvertere direkte strøm (DC) til vekslende strøm (AC). Til tross for deres felles formål viser de merkbare operasjonsmessige forskjeller og passer ulike applikasjonskrav.

Kraftelastikk fokuserer på studiet og implementeringen av ulike kraftkonverterere—enheter eller elektroniske kretser som transformerer en form for elektrisk energi til en annen passende for en spesifikk last. Disse konverterene er klassifisert i flere typer, inkludert AC-til-AC, AC-til-DC, DC-til-AC, og DC-til-DC, hver skreddersydd for ulike energikonverteringbehov.

En inverter er en spesialisert kraftkonverterer designet for å transformere direkte strøm (DC) til vekslende strøm (AC). Inngående DC har en stabil, fast spenning, mens utgående AC kan ha sin amplitud og frekvens tilpasset spesifikke krav. Denne versatiliteten gjør invertere uunngåelige for generering av reservestrøm fra batterier, fremme av høyspenning-direktestrøms (HVDC) overføring, og muliggjøring av variabelfrekvensstyrte (VFDs) motorer ved å kontrollere utdatafrekvensen.

En inverter har kun til formål å konvertere elektrisk energi fra en form til en annen, uten å produsere strøm selvstendig. Den består typisk av transistorer som MOSFET-er eller IGBT-er for å muliggjøre denne konverteringen.

Det finnes to primære typer invertere: spenningskildeinvertere (VSIs) og strømkildeinvertere (CSIs), hver med unike fordele og begrensninger.

Spenningskildeinverter (VSI)

En VSI er designet slik at dens inngående DC-spenning forbli konstant, uforandret av belastningsvariasjoner. Mens inngående strøm fluktuerer i respons til belastingen, viser DC-kilden ubetydelig intern impedans. Dette egenskapen gjør VSIs egnet for ren resistiv eller lett induktiv belasting, inkludert belysningsystemer, AC-motorer, og varmerelementer.

En stor kondensator er koblet parallelt med inngående DC-kilden for å opprettholde en konstant spenning, sikrer minimal variasjon selv når inngående DC-strøm tilpasser seg belastningsendringer. VSIs bruker typisk MOSFET-er eller IGBT-er kombinert med tilbakekopplingsdioder (freewheeling dioder), som er nødvendige for å håndtere reaktiv effektstrøm i induktive kretser.

Strømkildeinverter (CSI)

I en CSI forbli inngående DC-strøm konstant (kjent som DC-link strøm), mens spenningen fluktuerer med belastningsendringer. DC-kilden viser høy intern impedans, gjør CSIs ideelle for høyt induktive belastninger som induksjonsmotorer. Sammenlignet med VSIs, tilbyr CSIs forbedret motstandsdyktighet mot overbelasting og kortslutning, et viktig driftsmessig fordel i robuste industrielle oppsett.

En stor induktor er koblet i serie med DC-kilden for å etablere en konstant strømkilde, da induktoren naturlig motsetter seg endringer i strømflyt. Dette designet sikrer at i en CSI, forbli inngående strøm stabil mens spenningen tilpasser seg belastningsendringer.

CSIs bruker typisk thyristorer i sitt oppsett og trenger ikke freewheeling dioder, skiller dem fra VSIs både i komponentdesign og driftmekanikk.

Hovedforskjeller mellom Spenningskilde- og Strømkildeinverter

Tabellen nedenfor viser de viktigste sammenligningene mellom VSIs og CSIs: