Инвертор как работает: Принцип работы инвертора напряжения — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Принцип работы инвертора напряжения

Инвертор напряжения (ИН, DC/AC converter) предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой от источника постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.

Эта технология применяется в различных сферах. Преобразователи работают как автономно, так и в составе сложных систем, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных объектов. Востребованность инверторов связана с развитием технологий и появлением риска потери ценных данных и остановки оборудования при отключении питания.
В этой статье мы рассмотрим принцип работы инвертора напряжения с чистым синусом и отметим преимущества данной технологии. Вы узнаете об отличительных особенностях эксплуатации преобразователей от ведущих производителей.

Как работает инвертор напряжения с «чистым синусом»

Принцип работы такого инвертора напряжения выглядит следующим образом.

1. В результате предварительного преобразования формируется напряжение постоянного тока, близкое по значению к выходному синусоидальному напряжению. После этого энергия направляется на мостовой инвертор.

2. На мостовом ИН происходит преобразование постоянного напряжения в переменное. Его форма приближена к синусоидальной. Нужные характеристики достигаются за счет применения специального принципа управления транзисторами (многократной широтно-импульсной коммутации).
Принцип этой технологии заключается в следующем. На интервале каждого полупериода соответствующая пара транзисторов мостового ИН многократно коммутируется на высокой частоте. Длительность подачи импульсов варьируется по синусоидальному закону.

3. Высокочастотный фильтр нижних частот придает напряжению точную синусоидальную форму («чистый синус»).

Кроме описанной выше схемы существуют и другие принципы построения и работы инверторов.

Такое оборудование применяют реже, т. к. устройства имеют существенные недостатки по сравнению с инверторами с «чистым синусом».

Преимущества применения инверторов с «чистым синусом»

Начнем с того, что многие современные аппараты оснащают импульсными блоками питания. Для них форма напряжения не имеет значения. Присутствующие на рынке телевизоры, магнитофоны, зарядные устройства и некоторые другие виды техники будут одинаково хорошо работать при подключении к любому инвертору. На режим работы оборудования повлияет только действующее значение напряжения.

Однако существует большая группа приборов, которая либо совсем не будет работать при подключении к инвертору с прямоугольной/ступенчатой формой напряжения, либо будет работать, но при этом ухудшатся эксплуатационные характеристики и сократится срок службы. Некоторые виды техники могут в скором времени выйти из строя. В эту группу оборудования входят приборы с трансформаторными БП, некоторые LCD-телевизоры, синхронные электродвигатели, насосы и газовые котлы, применяемые в системах отопления, кондиционеры и другие используемые в промышленности и быту агрегаты.

Вывод: преобразователи напряжения с «чистым синусом» универсальны. Режим работы любого устройства, подключенного к такому инвертору, будет правильным и стабильным.

Особенности оборудования ведущих производителей

Основные лидеры рынка — Victron Energy и Out Back Power. Инверторы этих концернов распространены по всему миру и находят применение в различных сферах.

Работа инверторов обеспечивает резервное электроснабжение:

загородных домов;
фермерских хозяйств;
банков;
медицинских учреждений;
передвижных лабораторий;
транспортных средств;
технических помещений;
промышленных предприятий;
коммерческих зданий и других объектов различного назначения.

Инверторные установки Victron Energy имеют ряд преимуществ:

Надежность. Концерны применяют передовые технологии в процессе производства оборудования. Инверторы устойчивы к двукратным перегрузкам.

Долговечность. Техника служит десятки лет.
Простота введения в эксплуатацию. Подключение агрегатов происходит без каких-либо проблем.
Удобство. Инверторы запускаются в автоматическом режиме. Работа не сопровождается образованием выхлопных газов. Устройства практически бесшумны.
Большой набор полезных функций. При необходимости вы сможете добавить мощность к сети или генератору или подключить инверторы к альтернативным источникам энергии.

1 декабря 2016

3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Инверторы подразделяются на зависимые (ведомые сетью) и автономные (независимые).

Автономный инвертор работает на автономную нагрузку, не содержащую других источников энергии той же частоты, что и выходная частота инвертора.

Автономные инверторы, так же как и зависимые, могут работать с естественной и искусственной коммутацией. Естественная коммутация автономного инвертора имеет место при его работе на перекомпенсированные синхронные двигатели, на статорные обмотки вентильного двигателя и т. д. Однако чаще всего в автономных инверторах, выполненных на тиристорах, применяется искусственная коммутация вентилей.

В зависимости от режима работы источника питания инвертора и особенностей протекания в нем электромагнитных процессов различают инверторы напряжения, тока и резонансные инверторы

. Наиболее широкое применение получили инверторы напряжения и тока. Резонансные инверторы выполняются на частоту выходного напряжения в несколько единиц и десятков килогерц и используются в основном в электротермии.

Классические схемы автономных инверторов напряжения и тока приведены соответственно на рис.2.13,а,б. Напряжение и ток нагрузки формируются в этих схемах при поочередном переключении вентилей VS1, VS2 и VSЗ, VS4.

Рис. 2.13. Схемы и диаграммы автономных инверторов напряжения (а) и тока (б)

Питание инвертора напряжения (рис.2.13,а) производится от источника напряжения. В связи с этим форма напряжения

определяется алгоритмом переключения тиристоров, а форма тока зависит от характера нагрузки. Реактивная мощность нагрузки компенсируется за счет введения конденсатора достаточно большой емкости. Обмен реактивной энергией между нагрузкой и конденсатором возможен благодаря подключению так называемого обратного выпрямителя (моста реактивного тока), образованного из неуправляемых вентилей.

Инвертор тока (рис.2.13,6) получает питание от источника тока, для чего в цепь постоянного тока включена достаточно большая индуктивность L, и поэтому . Форма выходного тока определяется только порядком переключения тиристоров, а форма напряжения

зависит от характера нагрузки. Изображенная на рис.2.13,б форма кривой тока предполагает возможность мгновенного изменения тока в цепи нагрузки, что невозможно, если нагрузка инвертора носит индуктивный характер. Однако, если нагрузку зашунтировать конденсатором достаточно большой емкости, то мгновенное изменение тока оказывается возможным. Таким образом, общая нагрузка инвертора тока должна иметь емкостный характер. При этом конденсатор должен компенсировать не только реактивную мощность нагрузки , но и инвертора. Последнее означает, что при условии мгновенной коммутации тиристоров к запираемому вентилю должно быть приложено отрицательное напряжение в течение времени, определяемого углом и необходимого для восстановления его управляющих свойств. На рис.2.13,б изображены кривые напряжения на конденсаторе , которое равно напряжению на нагрузке, и на тиристоре .

При регулировании частоты выходного тока необходимо изменять емкость конденсатора обратно пропорционально квадрату частоты для сохранения постоянства угла . Это приводит к очень большой величине емкости при низких частотах. Поэтому схема, представленная на рис.2.13,б, практически не применяется, используются более сложные схемы.

В зависи
мости от того, как включен конденсатор по отношению к нагрузке, инверторы тока и напряжения разделяются на

параллельные, последовательные и последовательно-параллельные. В параллельном инверторе (рис.2.13,б) коммутирующий конденсатор подключается параллельно нагрузке.

Последовательные и последовательно-параллельные инверторы находят применение в устройствах, где требуется повышенная частота выходного напряжения (2000…50000 Гц). Поэтому далее излагаются принципы работы параллельных инверторов напряжения и тока, используемых для управления электрическими машинами переменного тока.

Автономные тиристорные инверторы в зависимости от организации процесса коммутации разделяются на инверторы с междуфазовой, пофазной, групповой, общей и индивидуальной коммутацией. В дальнейшем на примере конкретных схем автономных инверторов рассматриваются некоторые виды коммутаций, нашедших наиболее широкое применение.

Принцип работы, характеристики и анализ электромагнитных процессов автономных инверторов рассмотрим сначала на примере преобразователя, выполненного на транзисторах. Особенности работы, связанные с коммутационными процессами в преобразователе, излагаются при анализе тиристорных инверторов напряжения и тока.

Сварочный инвертор, принцип его работы

Инверторный источник сварочного тока — один из современных видов источника питания сварочной дуги.

Сварщики-профессионалы, да и просто те, кому нравиться дома при помощи сварки делать что-либо, относительно недавно получили возможность значительно облегчить себе работу. В продаже появились

сварочные инверторы, которые позволяют совершить качественный скачок в электросварке.

Достаточно вспомнить просто неподъемные сварочные трансформаторы и выпрямители, выпускавшиеся ранее. При прочих равных вес сварочного инвертора на порядок меньше, чем у любого другого сварочного аппарата, а это заметно повышает производительность сварки.

Сварочные инверторы — это самые современные сварочные аппараты, которые в настоящее время почти полностью вытесняют на второй план классические сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы.

Принцип действия сварочного инвертора

Переменный ток от потребительской сети, частотой 50 Гц, поступает на выпрямитель.

Выпрямленный ток сглаживается фильтром, затем полученный постоянный ток преобразуется инвертором с помощью специальных транзисторов с очень большой частотой коммутаций в переменный, но уже высокой частоты 20-50 кГц.

Затем переменное напряжение высокой частоты понижается до 70-90 В, а сила тока соответственно повышается до необходимых для сварки 100-200 А.

Высокая частота является основным техническим решением, которое позволяет добиться колоссальных преимуществ сварочного инвертора, если сравнивать с другими источниками питания сварочной дуги.

Устройство сварочного инвертора

В инверторном сварочном аппарате сила сварочного тока нужной величины достигается путем преобразования высокочастотных токов, а не путем преобразования ЭДС в катушке индукции как это происходит в трансформаторных аппаратах. Предварительные преобразования электрических токов позволяют использовать трансформатор с очень малыми габаритами.

К примеру, чтобы получить в инверторе сварочный ток 160А достаточно трансформатора вес, которого 250 г, а на обычных сварочных аппаратах необходим медный трансформатор с весом 18 кг.

Как устроен и работает сварочный инвертор на видео:

Преимущества и недостатки сварочных инверторов

Главным достоинством инвертора является минимальный вес. Кроме того возможность применять для сварки электроды как переменного, так и постоянного тока. Что важно при сварке цветных металлов и чугуна.

Инверторный сварочный аппарат имеет широкий диапазон регулировки сварочного тока. Это дает возможность для применения аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

Помимо этого в каждом инверторе есть функции: «Hot start» (горячий старт) для поджига электрода подаются максимальная величина тока, «Anti-Sticking» при коротком замыкании сварочный ток снижается до минимума, что не позволяет электроду залипать при соприкосновении с деталью, «Arc Force» — для предотвращения залипания в момент отрыва капли металла ток возрастает до оптимального значения.

Из недостатков сварочных инверторов можно назвать высокую стоимость (в 2 – 3 раза больше, чем у трансформаторов). Как и любая электроника, инверторы боятся пыли, поэтому производители рекомендуют хотя бы раза два в год вскрывать аппарат и удалять пыль. Если он работает на стройке или производстве, то чаще, по мере загрязнения. И как любая электроника сварочные инверторы не любят мороза.

Так при температуре ниже -15^оС эксплуатация инвертора возможна не во всех случаях, в зависимости от того, какие детали использовал производитель. Поэтому в таких условиях, нужно смотреть на технические характеристики, заявленные заводом-изготовителем.

И еще одно, длина каждого из сварочных кабелей при подключении сварочного аппарата не должна превышать 2,5 метра, но к этому нужно просто привыкнуть.

Передняя панель сварочного инвертора

Сварочные инверторы — качество и удобство сварочных работ

Дуговая сварка – ответственная работа. Для её проведения сварщик должен обладать достаточным практическим опытом и знанием теории. Сварочные инверторы упростили процесс и решили многие возникавшие вопросы.

Первая решённая проблема – это поджигание дуги. У прежних сварочных трансформаторов выходное напряжение пропорционально зависит от входного. Низкое напряжение, распространённое в наших сетях, не даёт возможности поджечь дугу, электрод начинает «залипать».

При добавлении тока трансформатора, наоборот, металл «пережигается». Устройство сварочных инверторов таково, что напряжение на выходе не зависит от напряжения на входе, а установленный сварочный ток держится неизменным независимо от сетевого напряжения. Инверторы предотвращают «залипание» электродов и легко создают устойчивую дугу.

При работе с обычными аппаратами возможно «пережечь» или «недожечь» металл. Это обусловлено тем, что они плохо держат требуемую величину тока сварки. Ведь она меняется и зависит от напряжения сети.

Когда металл «пережжён», сварочный шов ослабляется, в нём образуются отверстия и раковины. При «недожоге» также происходит ослабление шва. У сварочного инвертора ток устанавливается потенциометром согласно шкале сварочного тока и остаётся неизменным.

Начинающему сварщику трудно научиться удерживать дугу. После образования дуги электроду даётся наклон примерно в 15 градусов и его нужно перемещать относительно стыка деталей. Наклон может быть как в сторону движения электрода, так и в противоположную. Наряду с продольным движением его необходимо перемещать перпендикулярно шву. С этим связана длина дуги.

Основные виды электродов предусмотрены для работы короткой дугой. Поэтому нужно постоянно двигать электрод в перпендикулярном направлении таким образом, чтобы от электрода до свариваемых деталей был промежуток примерно в два его диаметра.

Сварочные инверторы способны строго поддерживать выбранный ток и к тому же он постоянный. Эти факторы позволяют не особо критично относиться к длине дуги, что облегчает работу сварщика, особенно начинающего, причём качество шва в данном случае с длиной дуги уже не связано.

Когда нет возможности расположить детали горизонтально, нужно помнить, что расплавленный металл подвергается земному притяжению так же, как и капля воды.

При работе с потолочными и вертикальными швами нужно своевременно остановиться и выждать, когда расплавленная капля внутри шва слегка остынет, и сразу же «поджигать» рядом следующую дугу, двигаясь выше и выше вдоль шва. Такую сварку называют «прихватками». Применяя сварочный инвертор, овладеть «прихватками» не составляет труда даже новичку.

Опыт показывает, сварочный инверторы облегчают «поджиг», контролируют дугу, устраняют «залипание», не требуют специальных навыков для обращения с собой. Всё это делает инверторы выгодными для применения и в сфере профессионального строительства, и домашнего ремонта.

Сварочный аппарат инверторного типа

Сколько электроэнергии потребляет сварочный инвертор в различных режимах работы? Смотрите на видео:

Как выбрать сварочный инвертор

В зависимости от того, где будет работать сварочный аппарат нужно покупать бытовой, или профессиональный инвертор. Разница между ними в продолжительности времени работы.

Профессиональный сварочный инвертор рассчитан на 8-ми часовой рабочий день, бытовой же потребует после 20 – 30 минут работы, перерыва минут 30 – 60, поэтому бытовые дешевле. Есть еще промышленные инверторные сварочные аппараты, которые предназначены для работы продолжительное время в тяжелых условиях.

Для дома достаточно сварочного инвертора с максимальным сварочным током 160 А. Но это при напряжении в сети хотя бы 210 В. При низком сетевом напряжении лучше купить инвертор на 200 А.

Ранее ЭлектроВести писали, что SMA и Infineon совместно разработали инверторы на основе карбида кремния в качестве полупроводников, что позволило не только снизить вес, но и отказаться от использования некоторых комплектующих.

По материалам: electrik.info.

Инверторы для автономных и резервных систем

Дополнительное оборудование → Инверторы

Каталог инверторов для автономных систем и систем резервирования находится здесь

Инвертор (лат. inverto — переворачивать) в широком смысле имеет значение преобразователя. Применительно к нашей тематике под этим прибором подразумевают прибор, который инвертирует постоянное напряжение АКБ в переменное напряжение. В составе солнечной электростанции(СЭС) он применяется, когда необходимо запитать от АКБ нагрузки переменного тока. Инверторы бывают двух основных типов. Первый тип это инверторы, которые как выходной сигнал генерируют так называемую чистую синусоиду, а второй тип инверторов выдает сигнал в виде модифицированной синусоиды. Модифицированная синусоида(квазисинусоида) может по форме быть прямоугольником(меандр), трапецией, ступенчатой синусоидой и т.д. Ниже на графиках можно увидеть сигнал в виде чистой синусоиды и модифицированной. Изображенный на втором графике сигнал характеризуется резкими передним и задним фронтами, а также имеет плоскую вершину. Это конечно наихудший вариант модифицированного синуса и такой можно встретить лишь у крайне некачественных инверторов. Инверторы с чистой синусоидой дают сигнал как в сети, а хорошие инверторы порой даже лучше, чем реально есть в сети. Квазисинусоида подходит не всем приборам. Но тем не менее подавляющему большинству, особенно, если в приборе имеется блок питания и входное переменное напряжение вновь преобразуется в постоянное. Квазисинус является также источником радиопомех. Модифицированная синусоида приводит к потери мощности асинхронных и синхронных двигателей, заставляет их греться.

От модифицированной синусоиды не работает большинство котлов отопления. Но инверторы с модифицированной синусоидой значительно дороже своих чистосинусоидных собратьев. К подбору инвертора нужно подходить серьезно. Например многие нагрузки имеют пусковую мощность, и мощность эта может значительно превышать номинальную. Например, казалось бы безобидный холодильник может в момент пуска потреблять кратковременно мощность в 5-7 раз больше паспортной. То же самое относится ко всем нагрузкам имеющим двигатели. КПД современных качественных инверторов составляет порядка 90-95% и зависит от температуры эксплуатации инвертора. При повышении температуры КПД снижается. Помимо формы выходного напряжения инверторы подразделяются еще на две большие группы. Разница в способе преобразования напряжения АКБ в напряжение для питания нагрузок переменного тока. Одна группа это инверторы, использующая низкочастотный трансформатор в виде тора.Такие инверторы называют низкочастотными(50Гц). Другая группа использует транзисторные ключи и частоту ~20Мгц. Такие инверторы называют высокочастотными. Инверторы НЧ чрезвычайно надежны, нередко имеют широкий спектр настаиваемых параметров, в их состав(если это ББП) обычно входит очень мощное зарядное устройство. Они могут безостановочно работать в режиме non-stop. Но эти инверторы имеют большой вес и существенно дороже инверторов ВЧ. Эти ВЧ инверторы (иногда их называют автомобильными инверторами) чаще всего используются для непродолжительного включения, более компактны и имеют малый вес. Но очень редко они имеют какое либо программируемые параметры.

Продвинутые инверторы позволяют трехфазную конфигурацию и масштабирование. В такой схеме инверторы синхронизируются по специальной шине. Это позволяет скомпоновать из однофазных инверторов трехфазный инвертор и осуществлять питание трехфазных нагрузок. Под маштабированием подразумевается возможность параллелить инверторы по одной фазе для увеличения суммарной мощности..

При выборе мощности инвертора также следует помнить о различии между ВА(вольт-ампер) и Вт(Ватт). Вольт-ампер (ВА) — это полная мощность, и чтобы её определить нужно перемножить значение тока на значение напряжения. Ватт же это мощность, способная совершить работу в 1Дж за 1 сек. Различие этих значений есть реактивная мощность. Соотношение между активной и реактивной мощностями называется коэффициентом мощности сos φ. Если нагрузка полностью активная, то сos φ=1

Если нагрузка это лампа накаливания или ТЭН, то cosφ=1 и ВА=Вт естественно. Если же нагрузка имеет индуктивность или емкость, то на шильдике принято указывать величину косинуса «φ». Как на этом старом двигателе ниже:

Например, мы имеет двигатель мощности P=7кВт а cosφ=0.7. Это означает, что полная мощность потребляемая инвертором составит 7/0,7=10кВА.

Инверторы имеют 3 основных режима работы:
— Режим постоянной работы — это режим работы с нагрузкой не более номинальной мощности;
— Режим небольшой перегрузки — в этом режиме некоторые марки инверторов могут поддерживать в течении определенного времени(нередко до 60мин) нагрузку в 1.2-1.5 раза больше номинальной мощности;
— Режим пусковой мощности- этот режим характеризуется тем, что перегрузка может достигать 1.5-3 раза, но конечно недолго, обычно не более 5 сек.

Некоторые модели продвинутых инверторов имеют дополнительно режим добавления мощности к мощности сети. Используется подобный режим при ограничении потребления мощности коммунальной сети вообще или по времени. В этом случае инвертор с подобной функцией может синхронизироваться с сетью и «подмешивать» энергию генерируемую им от блока АКБ к мощности транслируемой им из сети. Подобная функция весьма полезна в ряде случаев.

Подбирая мощность инвертора необходимо учитывать пусковые токи нагрузок, а также номинальная мощность должна превышать мощность одновременно подключенных нагрузок на 25-30%. Подобный подход к расчету обеспечивает долгий срок службы инвертора. Исходное для преобразования в 220В напряжение на стороне инвертора соответствует стандартному ряду номинальных напряжений аккумуляторных батарей:12V, 24V, 48V и иногда 36V. Лишь ББП, с двойным преобразование энергии используют на входе постоянного тока напряжение до 240В. Чем мощнее инвертор, тем больше должно быть входное напряжение. Это позволяет снизить токи в соединительных кабелях, а также КПД преобразования выше. В составе инвертора может находиться зарядное устройство. Такое инвертор может заряжать АКБ от сети(или бензогенератора) и при этом транслировать энергию к потребителям. Инвертор с такой функцией можно использовать и как Блок Бесперебойного Питания(ББП). Иначе они называются Источники Бесперебойного Питания(ИБП или UPS). Существует 4 базовых типа ББП. Это «online» схема — инвертор с двойным преобразованием энергии , «Offline» схема — инвертор с переключением, «Line Interactive»- инвертор взаимодействующий с внешней сетью, «Ferroresonant UPS» инвертор феррорезонансного типа. Есть еще несколько редких схем ББП, но это лишь подвиды вышеописанных типов.

Для того чтобы была возможность транслировать сеть к потребителям при её наличии в ББП встраивают электронный байпас. Как только внешняя сеть пропадает, то байпас за 10-20мс переключает нагрузку на питание от инвертора. В этом и состоит основной принцип бесперебойного питания. Кроме этого электронного байпаса, при монтаже системы устанавливают и механический байпас. Он нужен для переключения нагрузки непосредственно на сеть, чтобы можно было провести обслуживание ББП или АКБ. Большинство бюджетных ББП не имеют возможности настройки глубины разряда аккумуляторов и отключают генерацию по достижении напряжения на АКБ равного 1.6В/элемент. Для аккумулятора с номинальным напряжением 12В это напряжение равняется 10.5В, и это практически 100%-ный разряд АКБ, чего систематически допускать не рекомендуется. В противном случае ресурс АКБ резко снизится. Более подробно можно ознакомиться с этим в разделе «Аккумуляторы». Чтобы избежать подобных глубоких разрядов нужно отслеживать уровень заряда АКБ, чтобы в нужный момент отключить нагрузку и зарядить аккумулятор. Для небольшой мощности потребителей переменного тока с помощью реле постоянного тока и «контроллера заряда», имеющего для выхода нагрузки напряжение защитного отключения нагрузки, можно обеспечить отключение нагрузки при глубине разряда АКБ порядка 60-70%. Однако наилучшее решение- это покупка инвертора имеющего возможность настройки напряжения «отсечки», т.е. напряжения отключения генерации. Существует также ряд сторонних устройств, позволяющих защитить АКБ от чрезмерного разряда. Вот перечень основных возможностей, которыми отличаются продвинутые инверторы:

• -возможность настраивания зарядных напряжений каждой стадии, продолжительности стадий заряда, внесение температурной компенсации в эти напряжения;
• -возможность задания предельных параметров входного переменного напряжения(частоты, напряжения). Если внешнее напряжение не выходит за эти границы, то ББП транслирует внешнее напряжение сети к нагрузкам;
• -наличие вспомогательного выхода AUX. Этот выход программируется для срабатывания по определенным событиям и позволяет управлять многими внешними устройствами;
• -возможность использовать энергию альтернативных источников питания приоритетно;
• -возможность масштабирования, т.е. наращивания мощности системы за счет параллельного включения инверторов;
• -возможность конфигурирования инверторов в трехфазную систему;
• -наличие большого перечня защитных функций.

На фото можно видеть продукцию лучших мировых производителей инверторов:

Иногда контроллер заряда встраивают в инвертор. К примеру серия AJ фирмы Studer или ББП MeanWell. Очень важным моментом для инвертора является наличие «спящего» режима. В момент отсутствия нагрузки инвертор с такой функцией снижает потребление энергии в несколько раз. Кроме того часть инверторов позволяет настроить выходное напряжение на уровне 200-210В (или даже ниже). Это тоже позволяет снизить расход энергии в условиях автономии. Ряд моделей инверторов имеют панели или пульты дистанционного управления. А наиболее продвинутые имеют мониторинг и управление через сеть интернет. Кроме описанных выше инверторов существует еще один тип инверторов. Эти инверторы созданы для прямого взаимодействия со внешней сетью. Они применяются в системах, носящих название grid-tie. Суть их работы состоит в следующем: на вход сетевого инвертора поступает напряжение от массива солнечных модулей. Модули при этом объединены в высоковольтные цепочки(до 1000В и более). Имея на входе MPPT контроллер, сетевые инверторы могут отслеживать напряжение максимальной мощности, которое затем инвертируется в переменное и подмешивается к электрической сети. Энергия, генерируемая солнечными батареями, потребляется при этом нагрузками в приоритетно, а недостаток потребляется из сети.

Если мощность солнечных батарей покрывает потребности нагрузки, то из сети ничего не потребляется. Несомненным плюсом инверторов этого типа является отсутствие дорогостоящих АКБ, что снижает первоначальную стоимость системы на 35-40%, а также её обслуживания в будущем. Но в то же время отсутствие АКБ лишает нагрузки резервирования при отключении сети, работает «сетевик» лишь в светлое время суток, а кроме того сетевому инвертору как опорное требуется внешнее напряжение. Поэтому при отсутствии внешней сети сетевой инвертор не работает. Чтобы совместить полезные свойства батарейного и сетевого инвертора были разработаны специальные батарейно-сетевые модификации. Они получили название гибридных. Когда есть сеть они работают как сетевые, т.е. «подмешивают» энергию от солнечных батарей или ветрогенератора к коммунальной сети, а нагрузки объекта потребляют эту энергию в первую очередь. Если существует необходимость зарядить аккумуляторные батареи, то одновременно происходит заряд АКБ. «Солнечные батареи» при этом могут вести заряд через обычный(ШИМ или МРРТ) «контроллер» или через отдельный сетевой инвертор, подключенный к выходу гибридного инвертора. Здесь поясним, что ряд гибридных инверторов являются двунаправленными, т.е. способны вести заряд АКБ со входа и с выхода. Это значит, что ЗУ инвертора заряжает АКБ от внешней сети, а также от сетевого инвертора, включенного на выход(!) инвертора. Такими двунаправленными инверторами являются Xtender, SMA, Victron и некоторые другие. Если же происходит аварийное отключение внешней сети, то гибридный инвертор превращается в обычный батарейный и работает в автономном режиме. В режиме поддержки сети гибридный инвертор имеет дополнительно режим продажи “SELL”в котором он может не только приоритетно питать нагрузку от возобновляемого источника, но и поставлять излишки(если они имеются) в сеть. При этом нужно иметь двунаправленный счетчик электроэнергии, способный «отматывать назад». В противном случае счетчик будет стоять на месте, а еще хуже если будет считать и отданную в сеть энергию. На фото можно видеть лучшие сетевые инверторы от ведущих производителей.

Резюмируя, обобщим наиболее важные параметры для выбора инвертора:

• -Номинальная мощность инвертора – эта характеристика определяется долговременной мощностью нагрузки;
• -Пиковая мощность инвертора – этот параметр должен превышать максимальную нагрузку с учетом пусковых мощностей приборов;
• -По возможности стоит выбирать инвертор с чистым синусом;
• -Зарядное устройство(для ББП) должно иметь достаточную мощность для заряда аккумуляторного блока за приемлемое время, а также быть достаточно интеллектуальным, чтобы правильно заряжать данный тип АКБ;
• -Если это ББП, то должна быть настройка напряжения «отсечки», т.е. низкого уровня напряжения АКБ, при котором прекращается генерация, во избежание глубокого разряда АКБ;
• -Зарядное устройство должно иметь выносной датчик температуры для температурной компенсации зарядный напряжений заряда в зависимости от температуры АКБ;
• -Если система автономная, то желательно наличие у инвертора малого потребления на холостом ходу, а также спящего режима. Подобный режим позволит снизить потребление у увеличить эффективность системы.

Максимальной надежностью и наиболее гибкими настройками обладают инверторы Xtender, SMA, Victron, Xantrex, OutBack, Magnum, TBS Electronic и некоторыe другие. Бюджетным и одновременно надежным выбором будет инвертор/зарядное устройство американской компании TrippLite. Опять же для ограниченного бюджета неплохо себя зарекомендовали продукты MeanWell(Тайвань). Невозможность плавной регулировки тока заряда в TrippLite иногда является его недостатком, а малый зарядный ток и отсутствие его регулировки величины зарядного тока недостаток MeanWell. Инверторы COTEK также имеют репутацию надежных приборов. Ознакомиться с нашим ассортиментом инверторов можете в «Каталог инверторов». При обсуждении проекта заказчику могут быть предложены инверторы и других производителей.

Как работает автомобильный инвертор. » Хабстаб

Сегодня, во многих автомобилях можно увидеть дополнительные гаджеты такие, как mp3 плеер, GPS навигатор, видео регистратор. Перечисленные приборы могут работать от прикуривателя или собственного аккумулятора.
Как быть если в дороге возникнет необходимость воспользоваться прибором, который мы обычно включаем в розетку? Например, мы хотим зарядить ноутбук, или севший телефон. В таком случае нам понадобится автомобильный инвертор.
Автомобильный инвертор преобразует постоянное напряжение, поступающее от автомобильной батареи, в переменное, необходимое для питания бытовых приборов, которые обычно включается в розетку.

Почему надо преобразовывать постоянное напряжение в переменное?
Большинство автомобилей, домов на колёсах получают питание от 12 вольтового аккумулятора, но в некоторых автомобилях, например грузовиках, применяются батареи на 24 вольта.
Автомобильные инверторы бывают разные, поэтому при выборе инвертора важно знать напряжение сети автомобиля. В любом случае автомобильная батарея — источник постоянного напряжения и ток она может отдавать только постоянный.
Постоянный ток — это хорошо, но многим устройствам для работы необходим переменный ток. Их необходимо питать напряжением 220 вольт, хотя некоторые приборы рассчитаны на работу от напряжения 110 вольт это стандарт США.
Если частота тока равна 50 Гц — это значит что за одну секунду направление тока изменяется 50 раз. Работа инвертора разделена на два цикла, сначала он увеличивает напряжение постоянного тока, затем преобразует постоянное напряжение в переменное, нужной частоты.

Преобразование постоянного напряжения в переменное.
Самые первые инверторы были электромеханическими устройствами. Постоянный ток протекал через электромагнит, создавая магнитное поле. Это поле притягивало пластину на пружине, через которую тёк ток на электромагнит. Цепь размыкалась, электромагнит выключался, а пружинка обратно притягивала пластину, замыкая цепь. Цикл повторялся снова и снова. Эти инверторы известны своим жужжащим звуком.
В современных инверторах применяют транзисторы для достижения того же эффекта, поэтому они не жужжат. Дальше идёт нетривиальная задача — получения синусоиды. На выходе описанной схемы будет меандр. Для превращения меандра в синусойду применяют ряд фильтров, состоящих из ёмкостей и индуктивностей. В недорогих инверторах фильтрация может вовсе отсутствовать.
Некоторые устройства чувствительны к форме питающего напряжения и стоимость инвертора способного питать такие устройства может доходить до нескольких тысяч долларов. Также существует класс специализированных инверторов на выходе которых синусойда чище чем в бытовой сети.

Ватты, пики и всплески.
Первый шаг при выборе инвертора — это проверить соответствие напряжения питания инвертора и батареи, которую мы будем использовать. В большинстве случаев используют 12 вольтовый аккумулятор, таким образом, инвертор должен быть рассчитан на питание от 12 вольт.
Следующим шагом определим какие устройства планируем от него питать. Суммарная мощность всех устройств, которые подключаются единовременно, не должна превышать мощность инвертора. Если мы хотим одновременно запитать блендер на 600 Ватт и кофеварку на 600 Ватт, то мощность инвертора должна превышать 1200 Ватт. Некоторые устройства, в которых установлены двигатели или такие, как телевизор, в момент включения могут потреблять мощность, которая в несколько раз превышает номинальную рабочую мощность — пиковая мощность, она должна быть указана на этикетке. Необходимо убедиться, что пиковая мощность инвертора превышает пиковую мощность подключаемого устройства. Микроволновые печи — особый случай. Мы знаем что мощность микроволновки составляет примерно 500 ватт. Это мощность, которая передаётся пище, реально потребляемая мощность может быть в несколько раз выше. Реальная мощность микроволновки указана в паспортных данных, поэтому выбирая инвертор к которому будет подключаться микроволновка необходимо убедиться что мощность инвертора превышает реальную мощность микроволновки.
Также не стоит подключать мощные потребители, более 400 Ватт, если инвертор подключён через прикуриватель. При таком подключении в лучшем случае перегорит предохранитель прикуривателя.
Ну и заключительная спецификация — это форма выходного сигнала. Если мы планируем, с помощью инвертора питать оборудование, которое чувствительно к форме напряжения, то надо искать инвертор на выходе которого “идеальный синус”. Будьте готовы к тому, что цена на такой инвертор будет в 10 раз больше, чем цена на инвертор такой же мощности, но с модифицированной синусойдой. Модифицированный синус — это меандр, который прошёл некоторую фильтрацию, получается что это уже не меандр, но и не совсем гладкий синус.

Подключение инвертора.
Подключить инвертор просто большинство из них относится к устройствам типа “подключи и пользуйся”,как правило, это инверторы малой мощности. Такие преобразователи подключаются к прикуривателю автомобиля, на этом подключение завершено.
Если купить инвертор, который способен выдать большую мощность, правильный монтаж становится чуточку сложней. Если мощность инвертора превышает 400 Ватт, необходимо подключить его напрямую к аккумулятору. Входные кабели обычно оснащены “крокодилами”, которые могут быть надеты на клеммы аккумулятора. Если подключение постоянное, кабели могут быть подключены болтами к клеммам. Сам преобразователь может располагаться в любом проветриваемом, сухом месте. Вдобавок надо сказать, что инвертор выделяет достаточно большое количество тепла, поэтому оснащён вентилятором, а мощные инверторы имеют в корпусе монтажные отверстия для крепления.

Почему отличаются габариты инверторов?
Самые маленькие инверторы могут поместиться в кармане, более мощные модели размером с большой словарь. Как правило, чем мощнее инвертор, тем он больше и тяжелее. Современные инверторы оснащены некоторыми функциями безопасности, некоторые модели издают звуковой сигнал когда напряжение батареи становится слишком низким.
Если инвертор перегревается или превышен допустимый ток, он автоматически отключается, он также отключается в случае короткого замыкания. Кроме того, что он предотвращает возможность возникновения пожара, такая защита предоставляет ещё один большой плюс и заключается он в следующем, если дотронуться до выходных проводов инвертора, он уйдёт в защиту (отключится), поражение током будет кратковременным и не нанесёт серьёзных травм.

Сколько стоит инвертор?
Инвертор с модифицированным синусом на выходе, мощностью 200 Ватт, можно купить всего за 25$, а мощностью 6000 Ватт приблизительно за 1000$.
Инвертор мощностью 300 Ватт с чистым синусом на выходе, стоит примерно 200$.

Инверторы для солнечных батарей. Виды и особенности. Работа

Инверторы для солнечных батарей, преобразующие постоянный ток солнечной батареи, в переменный с напряжением 220 вольт. Постоянный ток на инвертор поступает не только от солнечной батареи, но и от аккумуляторной батареи. Аккумуляторы в основном применяются в качестве запасного источника питания во время перебоев с электричеством в сети.

Разновидности инверторов, их свойства

Сетевые инверторы для солнечных батарей подключаются между батареей на фотоэлементах и сетевым питанием на 220 вольт переменного тока. Применяются только днем, дают возможность работы отдельных бытовых приборов, которые подключены напрямую к инвертору.
Автономные инверторы для солнечных батарей. Применяются в работе солнечной батареи с использованием аккумуляторных батарей. В такой схеме инвертор задействуют для изменения постоянного тока батареи аккумуляторов, которая в свою очередь получает заряд от солнечных батарей. Такие модели используют в источниках бесперебойного снабжения питанием. Таким образом, создается независимость потребления энергии от непостоянной работы энергоснабжающей системы.

Основной характеристикой действия инвертора является форма сигнала выхода переменного тока. Выходной сигнал может быть в виде следующих форм:

Синусоидальная форма.
Квази синусоидная форма (модифицированный вариант).

Первый вид инверторов, с чистым синусом – это самый оптимальный вариант применения, так как он создает синусоиду тока идеальной формы. Она по качеству формы выше, чем в обычной домашней сети питания. Такие свойства тока надежно предохраняют электроприборы от неисправностей, так как приборы чувствительны к напряжению с нестабильными свойствами. Эти инверторы для солнечных батарей имеют высокую стоимость, повышенные габаритные размеры делают их не очень удобными для размещения.

Квази синусоида тока, получаемая инверторами второго типа, только имитирует настоящий синус, так как имеет форму треугольника или прямоугольника, а также трапеции. Но такие инверторы распространены шире, так как стоят дешевле, имеют компактный корпус. Единственным их недостатком является то, что к нему нежелательно подключать электроприборы с повышенной чувствительностью к скачкам напряжения сети.

Энергетическая установка, работающая от солнца, имеет в составе:

Батарея солнечных элементов.
Преобразователь напряжения (инвертор).
Батарея аккумуляторов.
Зарядный контроллер.

Чтобы вся система энергоустановки работала с надлежащими параметрами, все ее части необходимо подобрать, учитывая технические данные каждого устройства. Такие требования можно отнести и к инвертору, который прежде всего работает вместе с солнечными элементами.

Блоки солнечных фотоэлементов образуют напряжение трех видов: 12, 24, 48 вольт, постоянного тока. Электрические приборы нельзя подключать сразу непосредственно к солнечным батареям, так как приборы рассчитаны на 220 вольт переменного тока. Поэтому инвертор должен преобразовать вырабатываемую энергию солнечных батарей в обычный вид питания, приемлемый для бытовых домашних электроустройств. Это основное назначение таких приборов, как инверторы для солнечных батарей.

Как выбрать инверторы для солнечных батарей

При выборе преобразователя нужно внимательно отнестись к некоторым свойствам устройства:

Максимальная и номинальная мощность.
Потребление энергии вхолостую.
Интервал рабочих температур.
Вес устройства.
Коэффициент полезного действия.

Нужно также иметь ввиду, что мощность преобразователя выбирается в зависимости от напряжения выхода батареи аккумуляторов или солнечной батареи. Зависимость мощности выражается следующим образом:

12 вольт – менее 600 ватт.
24 вольта – 600-1500 ватт.
48 вольт – выше 1,5 кВт.

Следует обратить внимание на наличие систем защиты:

Выходная перегрузка.
Короткое замыкание.
Чрезмерно высокого и слишком низкого напряжения.
Перегрева.

Можно по внешнему виду и массе прибора уже сделать некоторые выводы по техническим свойствам. На 100 ватт мощности получается 1 кг веса устройства. Отсюда можно рассчитать, имеет ли преобразователь трансформатор выхода. Его наличие указывает на качество исполнения инвертора. Достаточно широкий интервал рабочих температур прибора характеризует его положительную работоспособность.

Электрическая энергия, получаемая от батареи солнечных элементов, будет использоваться экономично, если:

Коэффициент полезного действия преобразователя не менее 90%.
Потребляемая мощность без нагрузки преобразователем менее 1% от его номинала.

При расчете всей схемы инверторы для солнечных батарей должны обеспечить мощностью питание вместе взятых электроприборов, которые будут подключены к энергоустановке. Но нельзя забывать, что при запуске ток любого устройства превосходит номинальное значение. Этот ток возникает на несколько секунд, затем устройство работает в нормальном режиме. При выборе инвертора, нужно сделать поправку на мощность, которая должна превышать номинальное значение в 1,5 раза.

Подключение инвертора

При подключении нужно знать, что кабель постоянного тока должен иметь сечение, достаточное для передачи силы тока расчетной мощности установки. Длина кабеля не должна быть слишком длинной.

При значительной удаленности солнечных элементов от устройств, потребляющих энергию, наращивают кабель переменного тока на 220 вольт, а преобразователь располагается возле батареи фотоэлементов. Длина электрокабеля от инвертора до солнечной батареи не должна быть больше 3 метров.

Специальные требования создаются к мощному преобразователю, более 0,5 кВт. Кабель должен иметь качественный жесткий контакт электрического соединения от проводов до контактных клемм устройства. При некачественном контакте возникает искрение, которое создает причины для пожара. Применяя автономные преобразователи в бесперебойном питании, нужно монтировать автоматические выключатели в цепь постоянного тока. Рекомендуется брать во внимание форму сигнала выхода напряжения преобразователя при применении его в солнечных батареях.

Многие бытовые устройства нормально функционируют от сети переменного тока при модифицированной форме синуса выходного сигнала. Но есть такие устройства, которые требуют для работы переменный ток с чистым синусом, во избежание возникновения неисправностей. К таким потребителям можно отнести автоматику котлов, работающих на газе, насосы циркуляции с непрерывным циклом работы и т.п.

Также нельзя подключать к переменному току, получаемому от инверторов с квази синусоидным током, видеопроекционные устройства и аудиоаппаратуру с высокочувствителными системами и т.п.

Гибридная обвязка

Оптимальной схемой работы системы энергоустановки на солнечных батареях является обвязка гибридного типа, по переменному и постоянному типу. Практически нет смысла применения зарядного контроллера и преобразователя в одной системе. Выработка тока увеличивается от этого только на несколько процентов. Такой вид обвязки подходит для увеличения надежности функционирования оборудования.

Имея ввиду значительную эффективность применения сетевых инверторов, львиную долю количества батарей фотоэлементов нужно подключать только через преобразователь (инвертор). Инверторы имеют значительный недостаток, заключающийся в том, что он не может работать без основного сетевого напряжения. Значит инвертор, подключенный к аккумуляторной батареи, должен всегда быть в работе. А если возникнет ситуация, когда наступят пасмурные дни и не будет электричества? Ведь инвертор должен начать работу по защите батарей от чрезмерного разряда.

Для этого оптимальным вариантом стала гибридная обвязка.

По одному переменному току система не будет запускаться автоматически. При появлении солнечного света можно выключить потребители, и вручную включить инверторы для зарядки аккумуляторов. Но оптимальным решением будет, если несколько отдельных солнечных элементов будут работать именно на зарядку батареи аккумуляторов. В таком случае инвертор лучше включить через контроллер после окончания заряда батарей. После запуска инвертора автоматически подключатся сетевые инверторы и нагрузка. В итоге можно сделать вывод, что гибридная обвязка необходима в автономных системах снабжения электричеством, и в случаях, когда электричества не бывает в сети долгое время. Также гибридная обвязка применяется, если нет запасного генератора.

Входная мощность

Факторы, влияющие на мощность батарей солнечных элементов:

Число необходимых инверторов.
Мощность входа инверторов.

Если мощность батарей менее 5 кВт, то достаточно иметь один преобразователь. В случаях с большей мощностью солнечных батарей устанавливают несколько инверторов, из расчета 1 инвертор на каждые 5 киловатт. Инверторы для солнечных батарей нельзя включать по последовательной схеме, каскадом. Рекомендуется к отдельному инвертору присоединить отдельно несколько солнечных панелей и бытовых приборов. Такой метод предотвращает выход из строя всей системы из-за неисправности одного инвертора.

Входную мощность инвертора рассчитывают с 30% запасом. Но следует понимать, что от этого уменьшается производительность преобразователя.

Выходная мощность

Этот параметр должен быть выше на 50% суммы мощностей бытовых устройств. Этот резерв нужен для обеспечения функционирования устройств, оснащенных электродвигателями, которые при пуске расходуют больше электричества, чем при номинальном режиме. Если защита преобразователя настроена на режим по номиналу мощности, то включать устройства с электродвигателями будет нельзя, так как сработает защита при запуске двигателей, и произойдет отключение электроэнергии.

Инвертор с функцией бесперебойного и аварийного питания

Посмотреть цены и купить — Инверторы ИБП CyberPower

Линейка недорогих инверторов для бесперебойного обеспечения энергией различной электроники, например для компьютера, видеонаблюдения, для газовых котлов, насосов, освещения и пр. Форма выходного напряжения чистая синусоида. Моментальное переключение на аккумулятор при пропадании электросети. Качественное преобразование плохой сети с низким напряжением и скачками напряжения в стабильные 220 вольт и частоту.

Инвертор CyberPower SMP550EI
Источник бесперебойного питания для резервного или аварийного качественного электропитания, автоматики, газовых котлов, компьютерного оборудования, циркуляционных насосов, освещения, видеонаблюдения, и бытовой техники. Инвертор работает с внешним герметичным свинцово-кислотным аккумулятором, устанавливать можно аккумуляторы большой ёмкости.

Особенности:

Форма выходного напряжения — Чистая синусоида

Высокоэффективное DC-AC преобразование 12 В — 220 В от сети и АКБ

Автоматическое переключение на АКБ и сеть как только она появится

Защита от скачков напряжения, повышение до 220 В низкого напряжения сети

Совместимость с генераторами

Выбор диапазона входного напряжения

LED индикаторы

Встроенное интеллектуальное зарядное устройство

Компактное исполнение Инвертор SMP550EI характеристики:

Мощность 300 ватт

Выходное напряжение 100-280 вольт

Особенности ИБП: работает как простой инвертор и как источник бесперебойного питания.

Совместим с генератором.

Входная частота 50/60 Hz (Авто) Номинальный входной ток 2.4 А

Тип входного разъема IEC C14

Постоянное входное напряжение 12 В

Форма выходного напряжения — Чистая синусоида

Выходное напряжение 230 вольт

Выходная частота 50/60 Гц авто. зависит от сети

Защита от перегрузки по входу сети — предохранитель

Защита от перегрузки от аккумулятора- внутреннее ограничение тока

Количество выходов 1, Тип выхода Schuko x 1

Автоматический заряд аккумулятора

Напряжение заряда 13.65 В

Зарядный ток 15 A

Время переключения на АКБ — 4 мс

Защита от скачков напряжения

Защита от молнии, или высокого напряжения

Управление и Коммуникации

LED индикаторы Power On, Line Mode, Battery Mode, Low Battery

Звуковые сигналы Battery Mode, Low Battery, Overload, UPS Fault

Физические размеры

Размеры (ШxВxГ) (мм) 205 x 113 x 146

Инверторы SMP350EI и SMP750EI

В новой линейке сейчас три инвертора мощностью 200 ватт, 300 ватт, и 375 ватт. Эти инверторы по описанию ничем не отличаются от вышеописанного, кроме своей мощности. Инвертор SMP350EI номинальной мощностью 200 ватт, и является самой дешевой моделью. Инвертор SMP750EI более мощный и его номинальная мощность 375 ватт.

Ниже на видео можно понять зачем нужны инверторы и как работают…

Такой инвертор хорошо подойдёт как UPS (ИБП) для компьютера, так-как к нему подключается внешний аккумулятор то его можно поставить большей ёмкости, даже до 100Ач, и тем самым можно обеспечить себя энергией даже в продолжительные периоды отключения света.

Можно его установить для питания освещения, и важной маломощной электроники, чтобы при отключении электросети не остаться без света и интернета. Можно обеспечить бесперебойное питание систем видео наблюдения, или газовых котлов.

Также можно использовать в качестве инвертора в солнечных электростанциях, или как переносной или автомобильный инвертор. Он конечно крупноват для этого, но от него можно запитать телевизор или ноутбук, подключить лампочки и сделать освещение.

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

Одна из самых значительных битв 19 века велась не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества. это приводит в действие наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его главный соперник Никола Тесла (1856–1943).Эдисон пробовал все виды хитрые способы убедить людей в том, что кондиционер слишком опасен, от убить слона на электрическом стуле, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле для приведения в исполнение смертной казни. Несмотря на это, Система Tesla победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе власть с тех пор.

Беда только в том, что многие наши приборы предназначены для работы с переменным током, малогабаритные генераторы часто вырабатывают постоянный ток. Что означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое преобразует DC to AC — инвертор, как его еще называют.Давай ближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: набор электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например, солнечными батареями и микроветровыми турбинами. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / NREL (DoE / NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естествознания объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный ток).Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии в одном способ, которым муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема ( непрерывный электрический контур), соединяющий батарею, лампу и выключатель, и электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампу, пока не разрядится вся энергия батареи.

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад на пятно. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

В более крупных бытовых приборах электричество работает иначе. Источник питания, который поступает из розетки в стене, основан на переменный ток (AC), где переключается электричество примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из вашей розетки, получат, скажем, несколько миллиметрах вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добрались до лампы на вашем столе, чтобы сделать ее загораться?

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампа накаливания свечения. Электроны не обязательно должны двигаться по кругу для переноса энергии: в AC они просто «бегут на месте».

Что такое инвертор?

Фото: Типичный электрический инвертор.Это сделано Xantrex / Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (DoE / NREL).

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Westinghouse, босс Westinghouse Electrical Company), что большая часть бытовой техники, которая есть в наших домах, специально разработана работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Допустим, у вас в фонарик и выключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночная машина по трассе. Что теперь если вынуть аккумулятор и перевернуть. Предполагая, что он подходит в противном случае он почти наверняка будет питать фонарик, и вы не заметит никакой разницы в получаемом вами свете, но электрический ток на самом деле будет течь в обратном направлении.Предположим, вы у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, преобразующий постоянный ток батареи в переменный ток с частотой 50–60 герц.

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают должным образом. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверсирования тока направление. Подобные инверторы часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные переключения мощности довольно жестоки для некоторых видов электрического оборудования.При нормальном питании переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока из Вход постоянного тока. В них используются электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторы, чтобы выходной ток увеличивался и падал более плавно чем резкое включение / выключение прямоугольного сигнала на выходе, которое вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы

также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенного Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (выше или ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут выдавать больше мощности, чем потребляют в, и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла, когда течет электричество через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя основы физики говорят нам, что некоторая энергия — пусть и маленькая — всегда где-то потрачено зря!

Как работает инвертор?

Мы только что получили очень простой обзор инверторов, а теперь давайте вернемся к нему еще раз. немного подробнее.

Представьте, что вы — аккумулятор постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас вместо этого производить AC. Как бы ты это сделал? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, а как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при минимум половина работы.Чтобы обеспечить нормальный переменный ток, вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

По сути, устаревший механический инвертор сводится к коммутационному блоку. подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили наши статья о трансформаторах, вы узнаете, что они электромагнитные устройства, которые изменяют переменный ток низкого напряжения на переменный ток высокого напряжения или наоборот, с использованием двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанной вокруг общего железного сердечника.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой механизм автоматического переключения переворачивает входящий постоянный ток вперед и назад в первичный, просто поменяв местами контакты, и это производит переменный ток во вторичной обмотке — так он не так уж сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал выше. Переключающее устройство работает немного так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, он намагничивает переключатель, потянув ее открыть и на короткое время выключить.Весна тянет переключите обратно в положение, включите его снова и повторите процесс — снова и снова.

Анимация: Базовая концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красный и синий) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она неоднократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому трансформатор получает на вход переменный ток, а не постоянный ток.Это повышающий трансформатор с большим количеством обмоток во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он увеличивает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость вращения диска определяет частоту выходного переменного тока. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Установленный таким образом инвертор будет давать очень грубый выходной сигнал прямоугольной формы.

Типы инверторов

Если вы просто включаете и выключаете постоянный ток или переключаете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направление и обратно.Нарисуйте диаграмму тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество, различающееся таким образом, составляет , технически , переменный ток, это совсем не похоже на переменный ток доставляется в наши дома, что гораздо более плавно волнообразная синусоида). Вообще здоровенный бытовые приборы в наших домах, которые используют чистую энергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоидальной волны.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно до PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). В виде их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома.Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы. С другой стороны, модифицированные синусоидальные инверторы используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и действительно вызывают проблемы с тонкой электроникой (или чем-либо с электронным или микропроцессорным контроллером), в общем, это означает, что они не подходят для ноутбуков, медицинского оборудования, цифровых часы и устройства умного дома.Кроме того, если задуматься, их закругленный квадрат волны в целом обеспечивают большую мощность устройства, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает некоторый риск перегрева инверторов MSW. С другой стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: Модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоидальную волну (синий цвет), чем на прямоугольную волну (оранжевый цвет), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономных устройств с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие (известные как инверторы , связанные с энергосистемой, или инверторы , привязанные к сети, ) являются специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель, обратно в сеть с правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель — выработать собственную силу. Это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения электроэнергии, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы — так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют бимодальные инверторы или двунаправленные , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (но не в обоих одновременно). С у них есть лишние детали, они имеют тенденцию быть более громоздкими и более дорого.

Подпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы работы Саронга, 1906 год, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Что такое инверторы?

Инверторы

могут быть очень большими и здоровенными, особенно если они имеют встроенный аккумуляторные батареи, чтобы они могли работать автономно. Они также выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные — размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят Это немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Как бытовые приборы различаются по мощности, так и инверторы различаются в мощности, которую они производят. Как правило, на всякий случай вы нужен инвертор примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять. Это учитывает тот факт, что некоторые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют пиковую мощность при первом включении. Пока инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это важно отметить, что они на самом деле не предназначены для работы на пике мощность на длительные периоды.

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Что такое инвертор?

Инверторы

Как работает инвертор?

Типы инверторов

Что такое инверторы?

Инверторы

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Что такое инвертор?

Инверторы

Как работает инвертор?

Типы инверторов

Что такое инверторы?

Инверторы

Как работает инвертор — Работа инвертора с блок-схемой и пояснениями

Инвертор n используется для обеспечения бесперебойного питания 220 В переменного или 110 В переменного тока (в зависимости от сетевого напряжения в конкретной стране) для устройства, подключенного в качестве нагрузки к выходной розетке. Инвертор подает постоянное напряжение переменного тока на свою выходную розетку, когда нет источника питания переменного тока.

Давайте посмотрим, как инвертор делает это возможным. Чтобы понять, как работает инвертор,
следует учитывать в следующих ситуациях.

При наличии источника питания переменного тока.
при отсутствии сетевого питания переменного тока.

При наличии источника питания переменного тока.

W При наличии источника питания переменного тока датчик сети переменного тока определяет его, и питание поступает в секцию реле и зарядки аккумуляторной батареи инвертора. Главный датчик переменного тока активирует реле, и это реле будет напрямую передавать питание от сети переменного тока на В этом случае нагрузка будет управляться сетевым напряжением.Также линейное напряжение подается в секцию зарядки аккумулятора, где сетевое напряжение преобразуется в напряжение постоянного тока (обычно 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока), затем регулируется, и аккумулятор заряжается с его помощью. Существуют специальные схемы для измерения напряжения аккумулятора и времени. аккумулятор полностью заряжен, зарядка прекращается. В некоторых инверторах есть цепь непрерывной зарядки, которая поддерживает постоянный полный заряд аккумулятора.

Когда нет источника питания переменного тока.

W Если источник питания переменного тока недоступен, схема генератора внутри инвертора выдает управляющий МОП-сигнал с частотой 50 Гц.Этот сигнал возбуждения MOS будет усилен секцией драйвера и отправлен в секцию вывода. Для операции переключения используются полевые МОП-транзисторы или транзисторы. Эти полевые МОП-транзисторы или транзисторы подключаются к первичной обмотке инверторного трансформатора. управляющий сигнал от схемы драйвера, они начинают переключаться между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ с частотой 50 Гц. Это переключающее действие полевых МОП-транзисторов или транзисторов вызывает ток 50 Гц в первичной обмотке трансформатора инвертора.Это приводит к 220 В переменного или 110 В переменного тока (в зависимости от соотношения обмоток инверторного трансформатора) на вторичной обмотке или инверторном трансформаторе. Это вторичное напряжение передается на выходное гнездо инвертора с помощью переключающего реле.

Автоматизация в инверторе.

Преобразователь

I содержит различные схемы для автоматического определения и решения различных ситуаций, которые могут возникнуть, когда преобразователь работает или находится в режиме ожидания. Эта секция автомата отслеживает такие условия, как перегрузка, перегрев, низкий заряд батареи, перезарядка и т. Д.В зависимости от ситуации, секция автоматизации может переключить аккумулятор в режим зарядки или выключить. Различные условия будут сообщаться оператору с помощью горящих светодиодов или звуковой сигнализации. В современных инверторах ЖК-экраны используются для визуальной индикации условий.

——————————————————————————————-

Блок-схема базового инвертора.

——————————————————————————————-

Внутри инвертора.

——————————————————————————————-

Некоторые инверторы, имеющиеся в продаже.

Как работает преобразователь постоянного тока в переменный?

Обновлено 22 сентября 2019 г.

Автор: Chris Deziel

Предположим, что питание отключилось, и все, что у вас есть под рукой, — это автомобильный аккумулятор на 12 В. Можете ли вы использовать его для питания холодильника, чтобы еда не испортилась? К сожалению, ответ отрицательный, потому что вы упускаете что-то важное, и мы говорим не только о розетке для вилки.Вам нужно устройство, которое преобразует мощность постоянного тока от батареи в мощность переменного тока, которая может управлять компрессором холодильника.

Этот преобразователь постоянного тока в переменный называется инвертором . Преобразовать переменный ток в постоянный довольно просто — все, что вам нужно сделать, это пропустить ток через диод, который пропускает ток только в одном направлении. Преобразование постоянного тока в переменное более сложно, потому что вам нужен какой-то генератор, который меняет направление тока на нужную вам частоту. Есть способ сделать это механически, но большинство инверторов полагаются на резисторы, конденсаторы, транзисторы и другие схемные устройства.

Инвертору нужна еще одна вещь: способ изменить напряжение источника тока для использования устройством, которое будет использовать питание. Другими словами, нужен трансформатор . Например, если вы питаете холодильник на 120 В от батареи на 12 В, инвертору нужен повышающий трансформатор, который увеличивает напряжение в 10 раз. Поскольку он работает только с переменным током, трансформатор включается в цепь после компонентов, которые изменяют ток с постоянного на переменный.

Что такое постоянный и переменный ток?

Большинство людей узнают о постоянном токе, когда знакомятся с электричеством, и лучший способ визуализировать это — подумать о батарее.Если вы соедините клеммы аккумулятора проводящим проводом, электроны потекут от отрицательной клеммы к положительной, как муравьи, следующие друг за другом во время кормления.

Если вы поместите в цепь нагрузку, например свет, электроны проходят через нагрузку и работают на своем пути к положительному выводу. В случае лампочки работа заключается в том, чтобы нагреть нить накала, чтобы она светилась.

Вместо того, чтобы течь в одном направлении, переменный ток меняет направление много раз в секунду, и это связано с тем, как он генерируется.Используя электромагнитную индукцию, явление, при котором изменяющееся магнитное поле создает электрический ток в проводящем проводе, генератор переменного тока вырабатывает электричество с помощью вращающегося ротора и катушки проводящего провода. В одной из версий, ротор представляет собой постоянный магнит, и во время вращения он генерирует ток в катушке, который меняет направление с каждой половиной оборота ротора.

Переменный ток не проходит по проводам так же, как постоянный ток. Лучше всего думать об этом так, как будто электроны в проводе колеблются на месте.Во время первой половины вращения ротора электроны движутся в одном направлении, а во время второй половины вращения — в другую сторону.

Если вы построите график движения отдельного электрона в зависимости от времени, он сгенерирует форму волны, известную как синусоидальная волна. Частота волны определяется скоростью вращения ротора генератора.

Простой механический преобразователь постоянного тока в переменный

Устройство, которое может преобразовывать постоянный ток в переменный, должно иметь возможность отключать ток, идущий в одном направлении, и отправлять его в другом, а затем через равные промежутки времени обращать этот процесс в обратном направлении.Чтобы сделать это, поместите вращающееся колесо между парой клемм и расположите контакты так, чтобы колесо меняло соединения батареи при каждом вращении. Ток будет течь в одном направлении, когда колесо находилось в начальной точке, и в противоположном направлении, когда колесо повернулось на 180 градусов.

Такая грубая установка будет производить ток типа «все или ничего» в каждом направлении, и если вы изобразите движение электрона в цепи, вы получите то, что известно как прямоугольная волна.Это не лучший инвертор для дома. Ток мог бы выполнять простые задачи, например, заставлять нагревательный элемент светиться, но он не работал бы с чувствительным электронным оборудованием. Более того, вам понадобится точный способ управления вращением колеса, чтобы получить полезную мощность переменного тока.

Инверторы используют компоненты схемы для изменения направления тока

Вместо того, чтобы вращать колеса, коммерческие инверторы используют компоненты схемы, такие как конденсаторы, резисторы и транзисторы.Общая схема инвертора постоянного тока в переменный ток показывает параллельные схемы с транзисторами, включенными последовательно с резисторами, и перекрестные схемы с конденсаторами и силовыми транзисторами, или MOSFET s (полевые транзисторы с металлооксидным полупроводником). Другой тип использует генератор моста Вина , который построен с резисторами и конденсаторами.

Оба описанных выше инвертора представляют собой инвертор с чистой синусоидой (PSW) с, и генерируемый ими сигнал может использоваться всеми электронными устройствами.Если вы ищете инвертор для дома, вам нужен инвертор PSW, потому что он будет работать с электронными компонентами вашей плиты, сушилки, стиральной машины и других приборов.

Другой тип преобразователя постоянного тока в переменный — это преобразователь с модифицированной синусоидальной волной (MSW) . В нем используются более дешевые компоненты, такие как диоды и тиристоры, похожие на транзисторы. Сигнал от инвертора MSW похож на прямоугольную волну со слегка закругленными углами, и, хотя он может питать большие приборы, он не подходит для электронного оборудования.Это был бы лучший инвертор мощности для автомобиля, делающий аккумулятор доступным для электроинструментов и оборудования для ремонта автомобилей.

Еще одна вещь: трансформатор

Даже если вы преобразуете сигнал от источника постоянного тока, такого как аккумулятор или солнечная панель, в переменный, напряжения не будет достаточно для питания прибора на 120 В. К счастью, усилить напряжение переменного тока несложно. Все, что вам нужно, это трансформатор , который также работает по принципу электромагнитной индукции.

Трансформатор прост в эксплуатации.Две проводящие катушки расположены рядом или одна внутри другой, и ток, проходящий через одну катушку, называемую первичной катушкой, индуцирует ток в другой, вторичной катушке. Соотношение токов в двух катушках, а также их напряжений определяется разницей в количестве витков в катушках.

Если вторичная обмотка имеет больше витков, чем первая, трансформатор повысит напряжение на величину, равную числу витков вторичной обмотки, деленному на число витков первичной обмотки.

Вы можете спроектировать инвертор для подачи любого напряжения, которое вы хотите, но если вам нужен преобразователь постоянного тока в переменный, который превратит автомобильный аккумулятор 12 В в источник питания 120 В для вашего дома, вам нужно сделать соотношение между первичным и вторичная обмотка с 1 по 10. Коммерческие инверторные трансформаторы имеют сотни витков, а провода выделяют резистивное тепло, поэтому инвертору нужны ребра — и, возможно, вентилятор — для охлаждения. Более того, катушки иногда наматываются на твердый сердечник, чтобы обеспечить более эффективную индукцию, и это может сделать инвертор очень тяжелым.

Как работает инвертор? — Инструменты в действии

В нашем последнем дополнении к нашей информационной серии мы собираемся окунуться в довольно пугающую тему. Теперь мы представили гораздо больше материалов о таких вещах, как «Из чего сделаны ваши инструменты», или «Разница между щеточными и бесщеточными двигателями» и многих других. Тем не менее, для тех, кто не в курсе, электричество — понятие чуждое. Сегодня мы собираемся более глубоко взглянуть на то, как работает обычно используемый инструмент, в Как работает инвертор?

Как работает инвертор? -Обзор

Вопреки распространенному мнению, электричество — это не цыганская магия колдовства вуду.На самом деле, это увлекательное сочетание математики и инженерного проектирования, которое со временем можно легко понять. Теперь простое понимание того, как работает данная схема, может сильно отличаться от ее проектирования. Но для наших целей очень важно знать, как что-то работает. Мы планируем больше информировать и обучать тому, как на самом деле работают вещи, которые мы используем в торговле и дома. Это может значительно упростить принятие решения о покупке инструмента, зная, что искать с точки зрения качества и функций. И это особенно полезно при устранении неполадок и, возможно, самостоятельном ремонте инструмента.

Блуждание в сторону, и обратно к электричеству! Недавно мы рассмотрели инвертор мощности EGO Nexus Escape 150 Вт. EGO Nexus Escape — чудовищное дополнение к батарее внешнего источника питания на 56 В. Он использует надежную аккумуляторную систему 56 В и превращает ее в 100% мобильный источник питания.

Nexus Escape может приводить в действие множество устройств в зависимости от того, что вам нужно делать — но как? Опять же, это не волшебство! Так как же, черт возьми, взять батарею на 56 В постоянного тока (или любое другое напряжение, если на то пошло) и превратить ее в 120 В переменного тока?

Как работает инвертор? — переменный ток и постоянный ток

Самое главное, что не все инверторы одинаковы.Есть много способов создать схему инвертора, и в зависимости от напряжения постоянного тока компоненты могут сильно различаться. Но для целей этой статьи мы рассмотрим простую схему, как она работает и какую роль играют различные компоненты в создании силового инвертора постоянного тока, требующего 120 В переменного тока.

Все начинается с переменного и постоянного тока! P.S, не классическая рок-группа! На осциллографе, устройстве, отображающем электронные сигналы, синусоидальная (синусоидальная) форма сигнала сильно отличается. Постоянный ток (DC) — это всего лишь прямая волна тока.Переменный ток (AC) — это скорее волнистая линия, которая меняется со временем. Если мы хотим запитать вещи, построенные для подключения к стене, нам придется преобразовать этот постоянный ток в переменный, так как же это работает?

Как работает инвертор? — Схема и компоненты

Прежде чем конденсаторы получат электричество, мы должны убедиться, что конденсаторы не получают перегрузки электричества. Причина этого в том, что сами конденсаторы могут нести определенную часть заряда накопителя, как вы увидите.Если это не ограничить, они взорвутся с довольно громким «хлопком». Вот где в игру вступает резистор.

Как работает инвертор? — Резисторы

Все дело в названии! Резисторы делают именно это — противостоят электричеству. Таким образом, сразу после того, как поступает постоянный ток, резисторы настроены на снижение напряжения до приемлемого значения для остальной части нашей схемы.

Напомним, что наш постоянный ток теперь включен в цепь и регулируется резисторами.Теперь необходимо отфильтровать постоянный электрический ток. Нам нужно перейти от очень сильного и постоянного тока к переменному текущему току переменного тока. Думайте об этом как о реке. Если река не имеет больших камней или препятствий для течения, она сильная и прямая. Итак, нам нужно отфильтровать этот лишний «шум». Вот тут-то и пригодятся конденсаторы.

Как работает инвертор? — Конденсаторы

Конденсаторы — это небольшие компоненты, которые потребляют электричество, накапливают его и постепенно высвобождают.Это позволит изменяться току, так как конденсаторы, так сказать, удерживают его. Результатом этого является создание переменной синусоидальной волны! Итак, на данном этапе мы изменили форму электронного сигнала, одновременно защитив конденсаторы от перегрузки с помощью резисторов — имеет смысл?

Затем нам нужно убедиться, что для этого мы получаем правильное напряжение в нашей цепи, нам потребуются транзисторы и трансформаторы.

Как работает инвертор? — Транзисторы / МОП-транзисторы

Транзисторы, или, в данном случае, полевые МОП-транзисторы (металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы) являются ценными электрическими компонентами, предназначенными для снятия напряжения и переключения его на другое напряжение; либо выше, либо ниже.Фактически, существует много типов традиционных транзисторов и полевых МОП-транзисторов, которые служат различным целям в схемах. Операция, происходящая внутри полевого МОП-транзистора, представляет собой довольно сложный процесс, который включает в себя несколько этапов переключения питания. Для инвертора MOSFET часто требуется интегральная схема или драйвер для обеспечения логики переключения, которая в конечном итоге будет управлять напряжением и сообщать MOSFET, какой ток должен обеспечивать. Это больше помогает выполнить работу. ИС обычно располагается перед полевыми МОП-транзисторами, но после резисторов и конденсаторов.После того, как полевые МОП-транзисторы (транзисторы) управляют напряжением и током, последним шагом является преобразование или подача еще более высокого напряжения на выход.

Как работает инвертор? — Последний шаг: Трансформеры

В частности, трансформаторы

, в данном случае повышающие трансформаторы, повышают напряжение переменного тока на полевых МОП-транзисторах за счет электромагнитной индукции. Это то, что в конечном итоге загружается в ваше устройство. Это делается с помощью медных обмоток вокруг многослойного железного или стального сердечника.Электроэнергия вокруг обмоток, поступающая от полевых МОП-транзисторов в первичный ток, представляет собой плотные обмотки с большим ходом. Они пересекаются со вторичным током трансформатора с более крупными обмотками и меньшим ходом, создавая более сильный и мощный ток. И viola ’ , мы получили ваше полностью преобразованное постоянное напряжение в переменное с повышенным уровнем мощности.

Как работает инвертор? — Вывод

В общем, понять это не так уж и больно! Опровержение часто заклейменного обвинения электричества в магии вуду.Честно говоря, электроника, которая входит в наши современные электроинструменты, состоит из одних и тех же компонентов, но с некоторыми другими, и выполняет довольно простые операции, когда дело доходит до этого. Так что в будущем, если ваши электроинструменты внезапно перестанут работать, стоит потратить немного времени на исследование и, возможно, диагностику!

Этот инвертор можно приобрести в магазине Home Depot по цене 99 долларов США. Как всегда, спасибо компании EGO за предоставление инвертора для этой статьи и за постоянную поддержку Tools In Action!

Как работает инвертор? | Колонна для продуктов Fuji Electric

Приводы переменного тока (низкое напряжение)

Как работает инвертор?

Как и чем управляет инвертор? Краткое объяснение, чтобы понять основную структуру.

Начнем с схемы преобразователя и схемы инвертора, чтобы получить правильное представление об устройстве инвертора.

Мы начнем введение с подробного объяснения механизма устройства инвертора. Роль инверторного устройства заключается в управлении напряжением и частотой источника питания и плавном изменении скорости вращения двигателей, используемых в бытовой технике и промышленном оборудовании.

Первое, что нужно иметь в виду, когда дело доходит до расширения вашего понимания внутренней структуры инверторного устройства, это то, что схема преобразователя преобразует переменный ток (AC), идущий от источника питания, в постоянный ток (DC), а инвертор схема изменяет преобразованный постоянный ток (DC) обратно в переменный ток (AC).Они работают как набор. На диаграмме ниже показана роль, которую они играют, и то, как они работают.

Во-первых, схема преобразователя, используемая в передней части, постоянно преобразует переменный ток в постоянный. Этот процесс называется исправлением. Направление и величина волны периодически меняются с течением времени, поскольку переменный ток представляет собой синусоидальную волну. Поэтому диод, который является полупроводниковым устройством, используется для пропускания электричества в прямом направлении, чтобы преобразовать его в постоянный ток, но не в обратном направлении.

Когда через диод проходит постоянный ток, электричество проходит только в прямом направлении, и появляется положительный пик. Однако другая половина цикла будет потрачена впустую, потому что она не преодолеет пик в отрицательном направлении. Причина, по которой структура диода имеет форму моста, заключается в том, что он может проходить отрицательный пик в прямом направлении. Это называется двухполупериодным выпрямлением, потому что оно преобразует как прямые, так и отрицательные пики волн.

Однако двухполупериодное выпрямление само по себе не может обеспечить плавную форму волны, поскольку останутся следы переменного тока и пульсации напряжения.Следовательно, чтобы очистить их, конденсатор многократно заряжается и разряжается, мягко сглаживая и изменяя форму волны, близкую к форме сигнала постоянного тока.

Схема инвертора затем выдает переменный ток с переменным напряжением и частотой. Механизм преобразования постоянного / переменного тока переключает силовые транзисторы, такие как «IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором)», и изменяет интервалы включения / выключения для создания импульсных волн разной ширины. Затем он объединяет их в псевдосинусоидальную волну.Это называется «широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)».

Компьютер автоматически регулирует ширину импульса. Некоторые специализированные однокристальные компьютеры, управляющие двигателем, включают продукт с предустановленной функцией ШИМ. Это позволяет создавать псевдосинусоиды различной частоты и управлять скоростью вращения двигателя, просто задавая желаемые параметры.

Классификация вариантов использования инверторных устройств и цепей по напряжению и частоте

Инверторные схемы и устройства

используются в различных электротехнических изделиях, таких как бытовые кондиционеры, холодильники, плиты IH (индукционного нагрева), люминесцентные лампы, блоки питания компьютеров (включая ИБП), промышленные вентиляторы, насосы, лифты и краны.Они широко используются и стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Тип	Элементы для изменения	Использование инвертора
VVVF	Напряжение / частота	Промышленные двигатели, насосы, кондиционеры, холодильники и т. Д.
CVVF	Только частота	Электромагнитная плита, рисоварка, люминесцентные лампы и т. Д.
CVCF	Постоянное напряжение и частота	Блок питания компьютера, ИБП (источник бесперебойного питания) и т. Д.

Как упоминалось в начале, инверторные схемы и устройства используются в бытовых кондиционерах, холодильниках, промышленных насосах, лифтах и т. Д. Для регулировки скорости вращения двигателя. В этом случае инвертор используется для изменения как напряжения, так и частоты, это называется «VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)».

В кухонных плитах IH или люминесцентных лампах нет встроенных двигателей, но изменение частоты с помощью схемы инвертора позволяет точно регулировать температуру и яркость.Например, плита IH использует высокую частоту в своей катушке, которая нагревает кастрюлю, используя схему инвертора. Люминесцентные лампы также используют переменный ток высокой частоты для увеличения скорости освещения, чтобы поддерживать яркость и подавлять мерцание с низким энергопотреблением.

Принцип работы инвертора напряжения

Преимущества применения инверторов с «чистым синусом»

Особенности оборудования ведущих производителей

Инверторные установки Victron Energy имеют ряд преимуществ:

3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Сварочный инвертор, принцип его работы

Инверторы для автономных и резервных систем

Как работает автомобильный инвертор. » Хабстаб

Инверторы для солнечных батарей. Виды и особенности. Работа

Разновидности инверторов, их свойства

Основной характеристикой действия инвертора является форма сигнала выхода переменного тока. Выходной сигнал может быть в виде следующих форм:

Энергетическая установка, работающая от солнца, имеет в составе:

При выборе преобразователя нужно внимательно отнестись к некоторым свойствам устройства:

Следует обратить внимание на наличие систем защиты:

Электрическая энергия, получаемая от батареи солнечных элементов, будет использоваться экономично, если:

Факторы, влияющие на мощность батарей солнечных элементов:

Похожие темы:

Инвертор с функцией бесперебойного и аварийного питания

Инверторы SMP350EI и SMP750EI

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Что такое инвертор?

Как работает инвертор?

Типы инверторов

Что такое инверторы?

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Что такое инвертор?

Как работает инвертор?

Типы инверторов

Что такое инверторы?

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Что такое инвертор?

Как работает инвертор?

Типы инверторов

Что такое инверторы?

Как работает инвертор — Работа инвертора с блок-схемой и пояснениями

Как работает преобразователь постоянного тока в переменный?

Что такое постоянный и переменный ток?

Простой механический преобразователь постоянного тока в переменный

Инверторы используют компоненты схемы для изменения направления тока

Еще одна вещь: трансформатор

Как работает инвертор? — Инструменты в действии

Как работает инвертор? | Колонна для продуктов Fuji Electric

Как работает инвертор?

Как и чем управляет инвертор? Краткое объяснение, чтобы понять основную структуру.

Начнем с схемы преобразователя и схемы инвертора, чтобы получить правильное представление об устройстве инвертора.

Классификация вариантов использования инверторных устройств и цепей по напряжению и частоте

Добавить комментарий Отменить ответ