Що таке інвертор
Інвертор перетворює постійний струм на змінний — однофазний або багатофазний. Зазвичай він являє собою генератор періодичної напруги, форма якої здебільшого наближена до синусоїди, або дискретного сигналу.
Є й зворотне застосування: інвертор також перетворює змінний струм на постійний. Приклади — інверторний кондиціонер чи пральна машина.
Як працює інвертор і які бувають його види за способом дії
За способом дії інвертори поділяють на автономні та залежні, які ще називають керованими мережею. Залежний (ведений) інвертор передає енергію з мережі постійного струму в мережу змінного, а частоту і напругу в ній уже задає робота інших генераторів.
Автономні інвертори працюють на мережу, в якій немає інших джерел електроенергії. Частоту напруги на їхньому виході визначає частота керування, а величину напруги — показники навантаження і система регулювання.
Де застосовують автономні інвертори
- живлення споживачів змінного струму в установках з акумуляторною або сонячною батареєю як основним або резервним джерелом енергії
- частотний електропривод змінного струму — у складі перетворювача частоти з проміжною ланкою постійного струму
- електротехнології — як джерело змінного струму підвищеної частоти
- електроенергетика з особливими джерелами живлення — як активні фільтри, компенсатори реактивної потужності та потужності викривлення
Як класифікують інвертори
Окрім поділу за способом дії, інвертори розрізняють за низкою інших ознак:
- за побудовою схеми — однофазні, двофазні, трифазні і багатофазні
- за кількістю рівнів напруги джерела постійного струму — дво- і багаторівневі
- за видом вхідного струму або напруги (для автономних) — інвертори струму, інвертори напруги та резонансні (коливальні)
- за вентилями — на вентилях з неповним керуванням та з повним керуванням
- за способом комутації на незапірних тиристорах — з одноступеневим і двоступеневим перемиканням
- за місцем увімкнення комутувальних конденсаторів — паралельні та послідовні
З чого складається інвертор
Структура інвертора містить чотири складові: вхідний фільтр, вентильний комутатор, вихідний трансформатор та вихідний фільтр. Кожна з них виконує свою роль.
- вхідний фільтр забезпечує необхідну якість вхідного струму (напруги) і зменшує негативний вплив на джерело та інших споживачів енергії
- вентильний комутатор регулює показники змінного струму — частоту і амплітуду
- вихідний фільтр підтримує якість вихідної напруги на потрібному рівні для передавання і споживання
Вихідний сигнал інвертора зазвичай має вигляд імпульсів з крутовинами фронтів і складним гармонійним спектром. У інверторі напруги обов'язковими зазвичай є вхідний фільтр і вентильний комутатор, а в інверторі струму до обов'язкових компонентів додається ще й вихідний фільтр.
Інвертор струму й інвертор напруги: у чому різниця
| Характеристика | Інвертор струму | Інвертор напруги |
|---|---|---|
| Режим джерела постійного струму | генератор струму | джерело ЕРС |
| Елемент на вході | реактор (дросель) з достатньо великою індуктивністю | конденсатор достатньо великої ємності паралельно до входу |
| Особливість виходу | вихідне коло повинно допускати зміну струму стрибком | напруга на навантаженні перемикається миттєво |
| Обов'язкові компоненти | вхідний фільтр, вентильний комутатор і вихідний фільтр | зазвичай вхідний фільтр і вентильний комутатор |
В інверторі струму реактор на вході виконує роль фільтра вищих гармонік, а до виходу вмикається конденсатор для приєднання активно-індуктивного навантаження. У інверторі напруги схема вентильного комутатора повинна мати двобічну провідність, а діоди призначені для повернення реактивної енергії в джерело живлення.
Мостова схема інвертора напруги
Мостова схема інвертора напруги застосовується на великих потужностях при підвищеному рівні напруги джерела живлення. У ній у кожному півперіоді два транзистори увімкнені, а два інших вимкнені. Для керування ключовими елементами інвертора напруги існує два алгоритми: симетричний і несиметричний.
Питання й відповіді
Що робить інвертор?
Інвертор перетворює постійний струм на змінний однофазний або багатофазний. Він також може перетворювати змінний струм на постійний, як це відбувається в інверторному кондиціонері чи пральній машині.
Які бувають інвертори за способом дії?
Їх поділяють на автономні та залежні, або керовані мережею. Автономні працюють на мережу без інших джерел електроенергії, а залежний інвертор передає енергію в мережу змінного струму, частоту і напругу якої вже задають інші генератори.
Для чого інвертор потрібен з акумулятором або сонячною батареєю?
Автономні інвертори живлять споживачів змінного струму в установках з акумуляторною або сонячною батареєю. Така батарея може бути як основним, так і резервним джерелом енергії.
З яких частин складається інвертор?
Його структура містить вхідний фільтр, вентильний комутатор, вихідний трансформатор та вихідний фільтр.
Чим інвертор напруги відрізняється від інвертора струму?
В інверторі струму джерело постійного струму працює в режимі генератора струму, а на вході стоїть реактор з великою індуктивністю. В інверторі напруги джерело працює в режимі джерела ЕРС, паралельно до входу вмикається конденсатор великої ємності, а напруга на навантаженні перемикається миттєво.
Яку форму має напруга на виході інвертора?
Інвертор зазвичай формує періодичну напругу, за формою здебільшого наближену до синусоїди, або дискретний сигнал. Вихідний сигнал зазвичай має вигляд імпульсів з крутовинами фронтів і складним гармонійним спектром, тому для якості вихідної напруги потрібен вихідний фільтр.
