Різниця між інвертором напруги та інвертором струму

Інвертор напруги (VSI) та інвертор струму (CSI) представляють два відмінні категорії інверторів, обидва призначені для перетворення постійного струму (DC) на змінний струм (AC). Незважаючи на їх спільну мету, вони мають значні операційні відмінності та задовольняють різні потреби застосування.

Електронна техніка високого напруги зосереджується на вивченні та реалізації різних електронних конвертерів — пристроїв або електронних схем, які перетворюють одну форму електричної енергії на іншу, придатну для певного навантаження. Ці конвертери поділяються на кілька типів, включаючи AC-AC, AC-DC, DC-AC та DC-DC, кожен з яких пристосований до різних потреб перетворення енергії.

Інвертор — це спеціалізований електронний конвертер, призначений для перетворення постійного струму (DC) на змінний струм (AC). Вхідний DC має сталу, фіксовану напругу, тоді як вихідний AC може мати свою амплітуду та частоту, налаштовані під конкретні потреби. Ця універсальність робить інвертори необхідними для генерації резервного живлення від акумуляторів, забезпечуючи передачу високої напруги постійного струму (HVDC), та дозволяючи змінювати швидкість двигунів шляхом контролю частоти виходу (VFDs).

Інвертор слугує лише для перетворення електричної енергії з однієї форми в іншу, без незалежного генерування енергії. Зазвичай він складається з транзисторів, таких як MOSFETs або IGBTs, для забезпечення цього перетворення.

Існують два основні типи інверторів: інвертори напруги (VSIs) та інвертори струму (CSIs), кожен з яких має відмінні переваги та обмеження.

Інвертор напруги (VSI)

VSI спроектовано так, що його вхідна напруга DC залишається сталою, незалежно від змін навантаження. Хоча вхідний струм змінюється відповідно до навантаження, джерело DC має мізерну внутрішню імпеданс. Ця характеристика робить VSIs придатними для чисто опорних або легких індуктивних навантажень, включаючи системи освітлення, двигуни AC та нагрівачі.

Великий конденсатор підключено паралельно до вхідного джерела DC, щоб зберегти сталу напругу, забезпечуючи мінімальні коливання, навіть коли вхідний струм DC адаптується до змін навантаження. VSIs зазвичай використовують MOSFETs або IGBTs разом з діодами зворотного зв'язку (діодами вільного ходу), які є важливими для управління потоком реактивної енергії в індуктивних схемах.

Інвертор струму (CSI)

У CSI вхідний струм DC залишається сталим (відомий як струм DC-зв'язку), тоді як напруга змінюється відповідно до змін навантаження. Джерело DC має високу внутрішню імпеданс, що робить CSIs ідеальними для сильно індуктивних навантажень, таких як індукційні двигуни. Порівняно з VSIs, CSIs надають покращену стійкість до перенавантаження та коротких замикань, що є ключовою операційною перевагою в стійких промислових установках.

Великий індуктор підключено послідовно до джерела DC, щоб створити стале джерело струму, оскільки індуктор від природи протистоять змінам струму. Цей дизайн забезпечує, що в CSI вхідний струм залишається стабільним, тоді як напруга адаптується до змін навантаження.

CSIs зазвичай використовують тирістори в своїй конфігурації та не потребують діодів вільного ходу, що відрізняє їх від VSIs як компонентного дизайну, так і механіки роботи.

Основні відмінності між інвертором напруги та інвертором струму

Нижче наведено ключові порівняння між VSIs та CSIs: