Что такое инвертор

принцип работы, разновидности и области применения

Одна из самых значительных достижений 19-го века была связана не с землей или ресурсами, а с установлением типа электричества, которое все чаще стало внедряться в наши здания. Существует два вида тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Ученых всегда интересовала возможность преобразования одного вида в другой. Так появился инвертор.

История появления преобразователя

В конце 1800-х годов американский электрик-пионер Томас Эдисон (1847−1931) вышел из своей лаборатории, чтобы продемонстрировать, что постоянный ток (DC) является лучшим способом подачи электроэнергии, чем переменный ток (AC), который был новой системой, поддерживаемой его сербским соперником Николой Тесла (1856−1943). Эдисон пробовал всевозможные хитрые способы убедить людей в том, что AC слишком опасен: от электроочистки слона до поддержки использования переменного тока в электрическом стуле для управления смертной казнью. Несмотря на это, система Tesla выиграла тот день, и мир с тех пор довольно много работает на электросети.

Единственная проблема заключается в том, что, хотя многие из наших приборов предназначены для работы с переменным током, маломощные генераторы часто производят постоянный. Это означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от аккумуляторной батареи постоянного тока в мобильном доме, вам потребуется устройство, которое преобразует DC в AC-инвертор, как его называют.

Электричество постоянного и переменного тока

Когда преподаватели науки объясняют основную идею электричества как поток электронов, они обычно говорят о постоянном токе (DC). Мы узнаем, что электроны немного похожи на линию муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии так же, как муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для чего-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема (сплошная электрическая петля), соединяющая батарею, лампу и выключатель, а электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампе, пока вся энергия батареи истощается.

В больших бытовых приборах электричество работает по-другому. Источник питания, который поступает от розетки в стене, основан на переменном токе (AC), где электричество переключается в направлении 50−60 раз в секунду (другими словами, на частоте 50−60 Гц). Трудно понять, как AC доставляет энергию, когда он постоянно меняет свое мнение о том, куда он идет. Если электроны, выходящие из настенной розетки, добираются, скажем, на несколько миллиметров вниз по кабелю, тогда нужно обратить вспять направление и вернуться назад, как они когда-либо добираются до лампы на столе, чтобы та засветилась?

Ответ на самом деле довольно прост. Представьте, что между лампой и стеной заполнены электроны. Когда вы щелкаете на переключателе, все электроны, заполняющие кабель, вибрируют назад и вперед в нитях лампы — и это быстрое перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и лампа засвечивается. Электроны необязательно должны вращаться по кругу для переноса энергии: в АС они просто «бегут на месте».

Что предстваляет собой инвертор

Одним из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Вестингауза, босса Westinghouse Electrical Company) является то, что большинство приборов, которые мы имеем в наших домах, специально разработаны для работы от сети переменного тока. Приборы, нуждающиеся в постоянном токе, но потребляющие электроэнергию от розетки переменного, нуждаются в дополнительной части оборудования, называемой выпрямителем, как правило, из электронных компонентов, называемых диодами, для преобразования AC в DC.

Инвертор выполняет противоположную работу, и довольно легко понять ее суть. Предположим, у вас есть аккумулятор в фонарике, а переключатель закрыт, поэтому DC течет по цепи всегда в том же направлении, что и гоночный автомобиль вокруг дорожки. Теперь, если вы вытащите батарею и развернете ее, предполагая, что это соответствует другому способу, он почти наверняка все еще подаст свет, и вы не заметите какой-либо разницы в освещение, которое вы получаете, — но электрический ток будет протекать противоположным образом.

Предположим, у вас были молниеносные руки, и они были достаточно ловкими, чтобы переворачивать батарею 50−60 раз в секунду. Тогда бы вы стали своего рода механическим инвертором, превратив питание постоянного тока батареи в переменный на частоте 50−60 Гц.

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в электрических магазинах, работают не так, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные переключатели, которые быстро переключаются на текущее направление. Инверторы, подобные этому, часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо протекает в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями.

Такие внезапные перемены направления опасны для некоторых видов электрооборудования. При нормальной мощности AC, он постепенно переходит с одной стороны в другую в виде синусоидальной волны.

Электронные инверторы могут использоваться для создания такого рода плавно изменяющегося выхода переменного от входа постоянного тока. Они используют электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторами, для увеличения и снижения выходного тока, чем резкий, прямоугольный выходной сигнал включения / выключения, который вы получаете с помощью базового инвертора.

Инверторы также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенного входного напряжения DC на совершенно другое выходное напряжение переменного (выше или ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше входной мощности. Из закона сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не может выдавать больше энергии, чем они потребляют, и некоторая энергия должна быть потеряна как тепло, поскольку электричество протекает через различные электрические и электронные компоненты. На практике эффективность инвертора часто превышает 90 процентов, хотя базовая физика говорит нам, что какая-то часть энергии — какой бы она ни была — всегда где-то теряется.

Принцип работы устройства

Представьте, что вы аккумулятор постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас вместо этого произвести переменный. Как бы вы это сделали? Если весь ток, который вы производите, вытекает в одном направлении, как насчет добавления простого переключателя на ваш выход? Включение и выключение вашего тока может очень быстро обеспечить импульсы DС, которые могли бы выполнять как минимум половину работы. Чтобы сделать правильный AC, вам понадобится переключатель, который позволит полностью отменить ток и сделать это примерно 50−60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, которая меняет контакты туда и обратно более 3000 раз в минуту.

По сути, старомодный механический инвертор сводится к коммутационному блоку, подключенному к трансформатору. А так как электромагнитные устройства, которые меняют низковольтный переменный на высоковольтный ток или наоборот, используя две катушки провода (называемые первичной и вторичной) ранами вокруг общего железного ядра.

В механическом инверторе либо электродвигатель, либо какой-либо другой механизм автоматического переключения переворачивает входящий ток вперед и назад в основном просто путем изменения контактов и генерирует переменный во вторичном режиме. Коммутационное устройство работает так же, как в электрическом дверном звонке. Когда питание подключено, оно намагничивает переключатель, вытягивает его и очень быстро отключает. Пружина снова вернет переключатель, включив его, и потом будет повторять процесс снова и снова.

Частота переключения задается сигналами управления, формируемыми управляющей схемой (контроллером). Контроллер также может решать дополнительные задачи:

• Регулирование напряжения.
• Синхронизация частоты переключения ключей.
• Защитой их от перегрузок.

Классификация инверторов

Инверторы могут быть очень большими и массивными, особенно если они имеют встроенные батарейные блоки, поэтому они могут работать автономно. Они также генерируют много тепла, поэтому у них большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Самые маленькие инверторы — это более портативные коробки размером с автомобильное радио, которое вы можете подключить к гнезду прикуривателя, чтобы произвести AC для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Так же, как приборы различаются по мощности, которую они потребляют, инверторы различаются по мощности, которую они производят. Как правило, чтобы быть в безопасности, вам понадобится инвертор, рассчитанный на четверть выше максимальной мощности устройства, которое вы хотите использовать. Это позволяет предположить, что некоторые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют максимальную мощность при первом включении. Хотя инверторы могут обеспечивать максимальную мощность в течение коротких периодов времени, важно отметить, что они не предназначены для работы на пиковой мощности в течение длительного времени.

По принципу действия инверторы делятся на:

• Автономные.
• Инверторы напряжения (АИН).
• Инверторы тока (АИТ).
• Резонансные инверторы (АИР).
• Зависимые (инверторы, ведомые сетью).

Здоровенные приборы в наших домах, которые используют большое количество энергии (такие вещи, как электрические нагреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники), не очень заботятся о том, какую форму волны они получают: все, что они хотят, это энергия и как можно больше. Электронные устройства, с другой стороны, намного более суетливы и предпочитают более плавный вход, который они получают от синуидальной волны.

• Многие инверторы работают как автономные устройства с аккумулятором, которые полностью независимы от сети.
• Другие, так называемые утилитарно-интерактивные инверторы или инверторы с привязкой к сетке, специально разработаны для подключения к сети все время. Как правило, они используются для передачи электроэнергии от чего-то вроде солнечной панели обратно в сеть с точно правильным напряжением и частотой.

Это прекрасно, если ваша главная цель — создать собственную силу. Но это не так полезно, если вы хотите иногда быть независимыми от сети, или вам нужен резервный источник питания в случае сбоя, потому что если ваше соединение с сетью опускается, и вы не производите электричество самостоятельно (например, это ночное время, и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже опускается, и вы полностью без энергии, независимо от того, генерируете ли вы свою силу или нет.

По этой причине некоторые люди используют бимодальные или двунаправленные устройства, которые могут работать как в автономном, так и в сетчатом режиме (хотя и не одновременно). Поскольку у них есть дополнительные части, они, как правило, более громоздки и дороже.

Крупные коммутационные устройства для применений передачи энергии, установленные до 1970 года, преимущественно использовали ртутно-дуговые клапаны. Современные инверторы обычно являются твердотельными (статические инверторы). Современный метод проектирования включает компоненты, расположенные в конфигурации моста H. Этот дизайн также довольно популярен среди небольших потребительских устройств.

Используя трехмерную печать и новые полупроводники, исследователи из Национальной лаборатории Oak Ridge Департамента энергетики создали инвертор мощности, который мог бы сделать электромобили более легкими, более мощными и более эффективными.

Что такое инвертор и какие они бывают

 Дословный перевод - Инвертор (лат. inverto — поворачивать, переворачивать, преобразовывать, изменять).

Встретить это слово можно в таких системах и словосочетаниях:

1. Инверторный кондиционер.
2. Инверторный генератор (Электростанция). 
3. Инверторный преобразователь напряжения(ИБП).
4. Инверторный сварочный аппарат.

Все эти системы построены по схеме инверсии (преобразования). 

В первую очередь напряжение преобразуются в постоянное и регулируется, а далее поступает на питание либо преобразуется в переменное напряжение с заданной частотой и напряжением в зависимости от целей прибора.

Инверторный кондиционер

Главное отличие в принципе работы компрессора, сердца кондиционера. 

DCPAM инвертор преобразует переменное сетевое напряжение в постоянное, и через преобразователь частоты, за счет которой изменяются обороты двигателя. И с разной скоростью вращает электродвигатель компрессора.

 Питание схемы частотного преобразователя постоянным напряжением, позволяет плавно регулировать обороты электромотора, в зависимости от условий работы кондиционера, то есть изменяя его производительность. Что позволяет существенно снизить потребление электроэнергии, и равномерно производить охлаждение либо нагрев, в зависимости от режима работы.

А у некоторых производителей, например MITSUBISHI HEAVI, благодаря дополнительному применению спирального компрессора на неодимовых магнитах удаётся достигнуть уменьшения электропотребления до рекордно низких значений.    

Инверторные электростанции.

Принцип работы инверторной электростанции основан на преобразовании переменного тока в постоянный, после чего максимально стабилизируются колебания электрических волн, а затем постоянный ток через инверторную схему опять преобразуется в переменный, с заданной частотой и напряжением.

Электронная регулировка в комплексе со схемой преобразования является основой преобразователя инверторной электростанции, за счет которой на выходе получается переменный ток высокого качества с промышленной частотой. Такие технологии наиболее распространены на мобильных электростанциях с бензиновыми двигателями. 

Главные преимущества инверторной электростанции.

• Экономия топлива на 20-40% по сравнению с традиционными моделями за счёт электронной системы преобразования и регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки. 

• Легкий пуск двигателя без дополнительных настроек в течение всего периода эксплуатации.

• Возможность управлять работой электростанции при малой нагрузке за счет наличия функции перехода двигателя в экономичный режим.

• Низкий уровень шума позволяет использовать в местах с высокими требованиями по шумовому загрязнению.

• Защита экологии за счёт более низкого содержания вредных веществ в выхлопе, благодаря высокоэффективной системе сгорания топлива и работы двигателя на пониженных оборотах. Что невозможно на электростанциях с классическим режимом выработки электроэнергии, где частота переменного тока (Гц) жестко привязана к оборотам силовой установки (двигателя)

Инверторный ИБП

Абсолютное большинство электроприборов в России, которые современный человек использует каждый день, рассчитаны на напряжение 220В-230В.

Химические источники напряжения, аккумуляторы, способные хранить заряд электричества в течении длительного времени, обеспечивают постоянное напряжение, слишком низкое для питания бытовой техники: 2 вольта, 6 вольт, 12В и т.д. Инверторы преобразуют постоянное напряжение от аккумуляторов в переменное 220В или 230В в зависимости от конструкции и настроек. На этом основана работа всех ИБП!

Видео что такое иверторный бесперебойник и как он работает

Время автономной работы бесперебойника, будет пропорционально количеству и емкости подключенных ко входу инвертора аккумуляторов. Но есть и другие факторы влияющие на время работы- Подробнее прочитать можно здесь.

 Аккумуляторы могут хранить запас электрической энергии в течении длительного времени что позволяет держать в запасе большой объем накопленной электроэнергии для аварийных ситуаций, накопленный в АКБ.

При пропадании электричества на вводе в распределительный щит автоматика инвертора мгновенно перебросит питание подключенных к выходу инвертора электроприборов на аккумулятор (через электронную схему, преобразующую постоянное напряжение 12 Вольт, в переменное 220 В с заданной частотой (Гц)).

 В онлайн системах переключение отсутствует-Подробнее можно прочитать здесь.

Главные преимущества электрических инверторов:

• Это экологическая безопасность (отсутствие вредных загрязнений окружающей среды)
• Низкий шум при работе, имеют низкий уровень шума вентилятора охлаждения в разы по сравнению с электростанциями...
• Не требуют, заправки топливом и постоянного технического обслуживания.
• Имеют высокий КПД, и низкую стоимость эксплуатации, привязанную к стоимости электроэнергии. 
• Непрерывное питание, отсутствует пауза (как в электростанциях), при переключении на батареи.
• Возможность увеличивать время автономии путем наращивания количества батарей.

Основные области применения инверторов: 

1) ИБП для котлов (ИБП для газовых котлов)

2) ИБП для насосов (ИБП на длительное время резерва)

3) Источник бесперебойного питания для систем сигнализации и видеонаблюдения (ИБП для систем сигнализации и видеонаблюдения)

Пример применения в частном доме:

Рассмотрим модель ECOVOLT PRO 1012. 

Мощность нагрузки 1000 Вт при значении параметра cos =0.8 позволяет подключить электрооборудование суммарной мощностью 1 кВт.

 Приблизительный расчет мощности нагрузки может быть такой: 

• Газовый котел с обвязкой – 300 Вт.
• Циркуляционный насос 70 Вт, 
• Аварийное освещение – 300 Вт,
• Телевизор – 200 Вт 

Сварочный инвертор

Инверторный сварочный агрегат отличается от трансформаторного сварочного устройства меньшим потреблением электрической нагрузки. Но в тоже время имеет такой параметр тока, который достаточен для зажигания сварочной дуги и стабильного горения при сварке.

 Специфика работы инверторного типа сварочной установки состоит в выпрямлении переменного тока аппарата с образованием постоянного тока приемлемого потенциала. Эта функция преобразования переменного в постоянный ток выполняется диодным мостом.

Далее в работу включается блок транзисторов, где постоянный ток преобразуется обратно в переменный с высокими параметрами. За работу отвечает генератор высокой частоты импульсного типа. Величина тока получается на выходе наибольшей частоты, чем первоначальная величина. Трансформатор работает на токе высокой частоты, установка получается меньшими габаритами и весом.

После преобразования токов в трансформаторе в постоянный ток, он становится пригоден для сварки. Розжиг электрической дуги становится стабильным, горение дуги устойчивое для плавки электрода и металла в зоне сварного шва.

Что характеризует инверторный сварочный аппарат

Работу задают:

• Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.

• Величина потенциала, которая применяется для электроснабжения установки. Изготовители производят аппараты на 380 и 220 В. 3-фазные используются в профессиональной сварке, 1-фазные идут для бытовых целей, любительской домашней сварки.

• Диапазон токов даёт основное влияние на использование больших Ø электродов при сварке.

• Мощность аппаратов определяет параметры: сила и частота тока, которые создают рабочую стабильную сварочную дугу.

• Напряжение холостого хода, определяет образование потенциала для сварочной дуги.

• Диапазон технических характеристик влияет на размеры применяемых электродов, используемых при сварке.

Инвертор напряжения ⋆ diodov.net

С развитием альтернативных источников энергии, в частности с массовым внедрением солнечных панелей, инвертор напряжения находит все более широкое применение. Поскольку применяется как постоянный, так и переменный ток, то часто возникает необходимость в преобразовании энергии одного рода в другой. Устройства, преобразующие переменный ток в постоянный называются выпрямителями. В качестве выпрямителя чаще всего применяют диодный мост. А устройство, преобразующее постоянный ток в переменный называют инвертором.

По ряду положительный свойств большую популярность завоевал инвертор напряжения. Особенно широко он используется с целью преобразования электрической энергии постоянного тока аккумуляторной, солнечной батареи или суперконденсатор в переменное напряжение 230 В, 50 Гц для питания большинства промышленных устройств.

Принцип работы инвертора напряжения

Представим, что у нас имеется источник электрической энергии постоянного тока такой, как аккумулятор или гальванический элемент и потребитель (нагрузка), который работает только от переменного напряжения. Как преобразовать один вид энергии в другой? Решение было найдено довольно просто. Достаточно подключить аккумулятор к потребителю сначала одной полярностью, а затем через короткий промежуток отключить аккумулятор, а потом снова подключить, но уже обратной полярностью. И такие переключения повторять все время через равные промежутки времени. Если выполнять таких переключений 50 раз за секунду, то на потребитель будет подаваться переменное напряжение частотой 50 Гц. Роль переключателей чаще всего выполняют транзисторы или тиристоры, работающие в ключевом режиме.

На схеме, приведенной ниже, изображен источника питания U_ип с клеммами 1-2 и потребитель R_нL_н, обладающий активно-индуктивным характером, с клеммами 3-4. В один момент времени потребитель клеммами 3-4 подключается к клеммам 1-2 U_ип, при этом I от U_ип протекает в направлении L_нR_н, а в следующий момент клеммы 3-4 изменяют свое положение и I протекает в противоположном направлении относительно потребителя электрической энергии.

Схема инвертора напряжения

Наиболее распространённая схема инвертора напряжения состоит из четырех IGBT транзисторов VT₁…VT₄, включенных по схеме моста, и четырех обратных диодов, обозначенных VD₁…VD₄, параллельно соединенных с управляемыми полупроводниковыми ключами во встречном направлении. Преобразователь питает активно-индуктивную нагрузку. Именно она является самой распространенной, поэтому была взята за основу.

Входные клеммы инвертора подключаются к U_ип. Если таким источником служит диодный выпрямитель, то выход его обязательно шунтируется конденсатором C.

В силовой электронике наибольшее применение нашли транзисторы с изолированным затвором IGBT (именно они показаны на схеме) и GTO, IGCT тиристоры. При оперировании меньшими мощностями вне конкуренции полевые транзисторы MOSFET.

В момент времени t₁ открываются VT₁ и VT₄, а VT₂ и VT₃ – закрыты. Образуется единственный путь для протекания тока через нагрузку: «+» U_ип – VT₁ – нагрузка R_нL_н – VT₄ – «-» U_ип. Таким образом, на интервале времени t₁ ‑ t₂ создается замкнутая цепь для протекания i_н в соответствующем направлении.

Режим работы схемы

Для изменения направления i_н снимаются управляющие импульсы с баз VT₁ и VT₄ и подаются сигналы на открытие второго и третьего VT_2,3. В точке t₂ на оси времени t, первый и четвертый VT_1,4 закрыты, а второй и третий – открыты. Однако, поскольку нагрузка активно-индуктивная, то i_н не может мгновенно изменить направление на противоположное. Этому будет препятствовать энергия, запасенная на индуктивности L_н. Поэтому он будет сохранять прежнее направление до тех пор, пока не рассеется все энергия, запасенная на индуктивности в виде магнитного поля, равная W_м = (L_н∙i²)/2.

В связи с этим, на отрезке времени t₂ – t₃ ток будет протекать через диоды VD₂ и VD₃, сохраняя прежнее направление на R_нL_н, но пройдет в обратном направлении через U_ип или конденсатор C, если источником энергии является диодный выпрямитель. Поэтому следует обязательно установить конденсатор C, если преобразователь подключен к диодному выпрямителю. Иначе прервется путь протекания i_н, в результате чего возникнут сильное перенапряжение, которое может повредить изоляцию потребителя и выведет из строя полупроводниковые приборы.

В момент времени t₃ вся запасенная на индуктивности энергия снизится до нуля. Начиная с момента t₃ до момента t₄ под действием приложенного U_ип через открытые полупроводниковые ключи VT₂ и VT₃ будет протекать i_н через L_нR_н уже в другую сторону.

В точке t₄, расположенной на оси времени t, снимается управляющий сигнал с VT_1,3, а VT₁ и VT₄ открываются. Однако i_н продолжает протекать в ту же сторону, пока не расходуется энергия, запасенная в индуктивности. Это будет происходить на интервале времени t₄ – t₅.

Работа схемы

Начиная с момента t₅ i_н изменить направление и потечет от U_ип через L_нR_н по пути через VT₁ и VT₄. Далее все процессы, протекающие в электрической цепи, будут повторяться. На L_нR_н форма напряжения будет прямоугольной, но ток на активно-индуктивной нагрузке будет иметь пилообразную форму за счет наличия индуктивности, которая не позволяет ему мгновенно вырасти и снизиться. Если потребитель имеет чисто активный характер (индуктивность и емкость практически равны нулю), то формы i_н и u_н будет в виде прямоугольников.

Поскольку VT₁…VT₄ попарно открывались на всей протяженности соответствующих полупериодов, то на выходе преобразователя формировалось максимально возможное u_н, поэтому через L_нR_н протекал i_н максимальной величины. Однако часто требуется обеспечить плавное нарастание мощности на потребителе, например для постепенного увеличения яркости освещения или частоты вращения вала двигателя.

Следует пояснить, что сигналы, поступающие из системы управления СУ, подаются не сразу на базы полупроводниковых ключей, а посредством драйвера. Так как современные СУ построены на безе микроконтроллеров, которые выдают маломощные сигналы, не способные открыть IGBT, то для увеличения мощности открывающего импульса применяется промежуточное звено – драйвер. Кроме того на часто драйвер выполняет множество дополнительных функций – защищает транзистор от короткого замыкания, перегрева и т.п.

Инвертор напряжения с регулированием выходных параметров

Самый простой способ изменить величину uн заключается в регулировании величины подводимого U_ип, если такая возможность имеется. Например, для регулируемого выпрямителя это не проблема. Но такие источники электрической энергии как аккумуляторная батарея, суперконденсатор или солнечная батарея не имеют данной возможности. Поэтому регулировка частоты и величины выходного u_н полностью возлагается на инвертор.

Для регулирования величины u_н одну пару диагонально противоположных транзисторов следует открыть несколько ранее, чем в рассмотренном выше случае. Поэтому алгоритмом системы управления следует предусмотреть сдвигу управляющих сигналов. Например, подаваемых на открытие VT₁ и VT₄ относительно импульсов управления, подаваемых на базы VT₂ и VT₃, на некоторый угол, называемый углом управления α.

Обратите внимание, что амплитудное значение u_н остается неизменной величины и приблизительно равно значению U_ип, но действующее значение u_н будет снижаться по мере увеличения угла управления α. Рассмотрим, как это работает.

На интервале времени от t₁ до t₂ открыта пара транзисторов VT₁ и VT₄; iн протекает справа налево, как показано на схеме. В момент t₂ закрывается первый транзистор и открывается второй. Ток сохраняет прежнее направление, а нагрузка оказывается замкнутой, в результате чего напряжение на ней падает практически до нуля, соответственно снижается и i_н.

Далее из системы управления поступает команда и VT₂ открывается, а VT₄ закрывается. Однако накопленная в индуктивности энергия не позволяет току i_н изменить свое направление, и он протекает по прежней цепи, только уже через диоды VD₂ и VD₃ встречно источнику питания. Длительность этого процесса продолжается до точки времени t₄. В точке t₄ под действием приложенного U_ип i_н изменяет знак на противоположный.

Широтно-импульсная модуляция

Такой алгоритм работы полупроводниковых ключей в отличие от предыдущего алгоритма формирует паузу определенной длительности, которая в конечном итоге приводит к снижению действующего значения u_н. Для формирования i_н синусоидальной формы применяется широтно-импульсная модуляция ШИМ. Преобразователь с ШИМ, а точнее алгоритм его работы, предусматривающий ШИМ, мы рассмотрим отдельно.

Также следует заметить, что рассмотренный алгоритм управления полупроводниковыми ключами называется широтно-импульсным регулированием ШИР, который часто путают с ШИМ, хотя разница огромная.

В преобразовательной технике ШИМ практически вытеснила ШИР, поскольку обладает рядом положительных свойств, благодаря которым повышается КПД всего устройства и снижается уровень электромагнитных помех. Поэтому в дальнейшем мы рассмотрим инвертор напряжения с ШИМ.

Еще статьи по данной теме

схема, назначение, принцип работы, плюсы и минусы

Один из способов создания неразъемных соединений из металла – это электродуговая сварка. В течение множества лет для выполнения этой операции применяли генераторы трансформаторного типа. Главный их недостаток – габаритно-весовые характеристики. Например, агрегат марки ВД 306 весит порядка 150 кг.
С развитием полупроводникового оборудования и появление таких элементов, как тиристоры привело к созданию устройств, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше, всего несколько килограмм, например, Ресанта САИ 250 весит всего 5 кг, — сварочного инвертора или инверторного сварочного аппарата.

Устройство и основные характеристики инверторов

Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.

Принцип работы инвертора

Как уже отмечалось, инверторы вошли в практику сварных работ не так давно, на исходе ХХ столетия. В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока. Надо отметить, что устройство инвертора, применяемого для работ – содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:

Инверторные сварочные аппараты

1. Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
2. Полученный ток передается на инвертор, который играет роль генератора высокочастотных импульсов. В транзисторном блоке, происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный. Но получаемый ток, обладает существенно большей частотой, чем тот, который поступает из сети питания.
3. Ток высокой частоты поступает на трансформатор. Это устройство снижает напряжение и одновременно повышает силу тока. Так как трансформатор, который используют для работы с токами высокой частоты, имеет небольшие габариты, все это сказывается на габаритно-весовых характеристиках инвертора.
4. После прохождения трансформатора, переменный ток, с новыми параметрами поступает на выпрямитель, где он снова трансформируется в постоянный, который и используют для сварки.

Сварка инвертором для начинающих

Надо отметить, что инверторные устройства, в отличие от устройств трансформаторного типа потребляет в два раза меньшее количество энергии. Кроме этого, параметры тока, который поступает из устройства, гарантируют то, что сварочная дуга будет иметь стабильный розжиг и горение во время сварки.

Технические параметры устройств

Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:

Конструкция сварочного инвертора

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.

Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.

Технологические достоинства

Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Электроды для контактной сварки

Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.

Микропроцессор

В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.

Минусы, которым обладают инверторы

Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.

Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.

Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 220 В

При подборе сварочного оборудования потребитель должен определиться для решения, каких задач он будет необходим.

Если он будет использоваться для ремонта кузовных деталей, то у него должны быть одни параметры, а если для работы по изготовлению металлоконструкций то другими. Но в любом случае, устройства должны отвечать ряду требований, в частности, в домашнем аппарате должны быть реализованы такие функции, как горячий старт, антизалипание и некоторые другие. Именно этим инверторы отличаются от традиционных аппаратов.

В конструкции аппарата этого типа должен быть установлен вентилятор. Кроме того, схема должны быть защищена от скачков напряжения в питающей сети. В принципе устройство, обладающее такими параметрами, могут работать и в условиях домашней мастерской, и в условиях промышленного производства.

Какой сварочный аппарат лучше

Выбор аппарата – это по большей части дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но, можно сказать, что устройства с диапазоном сварочного тока в пределах 200 – 250 А, позволяет выполнять самые сложны работы и обрабатывать детали разной толщины.

Классификация инверторов

Сварочные инверторы можно классифицировать по размеру сварочного тока. Производители выпускают три типа устройств:

• 100-160 А – маломощные;
• 160-200 А — средние;
• 200-250 А — мощные.

Существует зависимость, между размером силы тока и габаритами аппарата. При выборе аппарата для использования в домашних условиях следует руководствоваться теми задачами, которые предстоит им решать.

Самые слабые аппараты можно отнести к устройствам самого низкого уровня, многие их используют для получения навыков работы. Аппараты, которые относят к среднему классу относят к самым популярным и позволяют выполнять самые разнообразные работы начиная от сборки забора и изготовления довольно сложных металлоконструкций. Самые мощные аппараты по большей части применяют в производственных целях. Их применяют для работы с металлопрокатом большой толщины.

Электроды для ручной дуговой сварки

Большая часть инверторов предназначена для работы с электродами, покрытыми обмазкой. Но их можно использовать и для работы со сварочной проволокой. Для этого, на устройство устанавливают приспособление которое подает проволоку в сварочную зону. Проволока подается через сварочный пистолет, через него же подается и газовая смесь, защищающая рабочую зону от воздействия атмосферного воздуха.

Дополнительные функции в инверторах

В современных инверторных устройствах реализованы некоторые опции, которые заметно облегчают работу сварщика:

1. Горячий старт – зачастую у начинающих сварщиков, да и не только у них, возникают сложности с розжигом и поддержанием дуги в рабочем состоянии. В момент розжига, ток вырастает до необходимого уровня и сразу после розжига возвращается к рабочим параметрам. Процесс изменения тока происходит полностью автоматически, без участия сварщика.
2. Еще одна проблема, которая преследует новичков – залипание электрода. Причин тому несколько, но решение у нее одно – снижение уровня сварочного тока. Эта операция так же выполняется автоматически.

1. Форсаж дуги позволяет выполнять швы в разных пространственных положениях.
2. Снижение напряжения холостого хода до безопасного для рабочего и его окружающих людей уровня.

Определяемся с характеристиками

Как и любое техническое оборудование, сварочные инверторы обладают рядом технических параметров, которые определяют их возможности.

Сварочный ток

Инверторные сварочные аппараты обеспечивают генерацию сварочного тока в диапазонах от 100 до 250 А.

Напряжение холостого хода

После преобразования тока, подаваемого из электрической сети в 220 В, на выходе из аппарата получается ток с напряжением в 50 – 90 В и рабочей частотой в 20 – 50 кГц. Для розжига дуги необходимо использовать максимальное напряжение, но оно создает угрозу безопасности сварщика и окружающих людей. Поэтому после окончания работы, напряжение падает до безопасного уровня.

Режим работы на максимальном токе

Важный показатель работы любого сварочного аппарата это показатель длительности работы. Его могут называть ПН или ПВ. Этот показатель говорит о том, какое количество времени будет работать аппарат при десятиминутном сварочном цикле, до отключения.

Другими словами, если ПВ составляет 50% — это значит что время эффективной работы, составит 5 минут, если показатель составляет 70%, то время составит 7 минут. Этот показатель должен быть отражен в технической документации, входящей в состав поставки сварочного аппарата.

Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов

Инвертор, предназначенный для сварки – это сложное инженерное устройство, которое оснащено множеством уровней защиты.

Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.

Перед приобретением аппарата целесообразно тщательно изучить руководство по эксплуатации.

Инструкция сварочного инвертора

При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:

1. Все токопроводящие рукава не должны иметь повреждений, клеммы для подключения должны надежно фиксироваться в аппарате.
2. Если в конструкции аппарата предусмотрен вентилятор и во время включения он не вращается, эксплуатация такого устройства недопустима.
3. При работе с аппаратом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

для чего он нужен и как его использовать?

Время чтения: 8 минут

В последние 15 лет для сварки все чаще применяют компактные аппараты инверторного типа. Они удобны, просты в эксплуатации и не требуют особой квалификации от сварщика. К тому же, производители предлагают инверторы различных классов по цене от 50$ до бесконечности.

В этой статье мы подробно расскажем, что такое сварочный инвертор, какие есть разновидности у такого оборудования и как правильно использовать его, хранить и обслуживать.

Содержание статьи

Сварочный инвертор: что это такое?

Сварочный инвертор — это современный сварочный аппарат, предназначенный для ручной дуговой сварки покрытыми электродами. От классического трансформатора или выпрямителя он отличается компактными габаритами, бОльшим функционалом и ранообразием моделей, представленных в продаже.

Также существуют сварочные инверторы для сварки в среде защитного или инертного/активного газа, но их принято называть полуавтоматами.

Основа любого сварочного инвертора — блок электрических микросхем с транзисторами. Благодаря этой особенности удалось существенно уменьшить размеры и вес сварочных аппаратов, а также добавить новые функции, ранее недоступные сварщикам. Чаще всего инверторы оснащены функциями «форсаж дуги», «горячий старт» или «антизалипание». Они стабилизируют горение дуги, упрощают ее поджиг и предотвращают прилипание конца электрода к металлу. А ведь с этими проблемами чаще всего и сталкиваются новички.

Основные преимущества инвертора — компактность, дешевизна, большой выбор и дополнительный функционал. Производители предлагают десятки моделей инверторов по цене от 50$ до бесконечности. В продаже встречаются и совсем дешевые аппараты от малоизвестных брендов, но мы не рекомендуем рассматривать их к покупке.

Инверторы — это самый популярный тип сварочного оборудования. Они составляют до 70% из всего ассортимента в любом сварочном магазине. Начинающим сварщикам непросто сориентироваться в таком разнообразии и выбрать оптимальную модель, поэтому они часто опираются только на стоимость аппарата. Но это неправильный подход. Далее мы расскажем об основных разновидностях (или классах) сварочных инверторов, чтобы вы понимали их приблизительную стоимость, характеристики и возможности. Так вам будет проще разобраться в большом ассортименте.

Разновидности

Чтобы правильно выбрать инвертор для сварочных работ, нужно четко понимать, что именно вы собираетесь варить и в каких условиях. Ведь инверторный сварочный аппарат может быть бытовым, полупрофессиональным, профессиональным и промышленным. Их характеристики существенно отличаются, и один аппарат может просто не подойти для выполнения определенных работ из-за недостатка мощности.

Инверторы бытовые

Начнем с аппаратов бытового класса. Самые бюджетные и компактные модели продаются по цене от 50$, если производитель известный и предоставляет гарантию на свое оборудование. Такие аппараты хороши для тех, кто стеснен в средствах, но очень хочет обучиться сварке. Они маломощны и максимальная сила тока обычно не превышает 200 Ампер.

Если вам все же нужен более производительный инвертор для бытовых задач, то лучше присмотреться к моделям стоимостью от 100$ и выше. Оптимальная сила тока для бытового инвертора — 250 Ампер (на упаковке и в описании чаще обозначается как 250А). Также бытовые инверторы часто оснащаются дополнительным функционалом, который упрощает и ускоряет сварку. А в комплекте зачастую помимо аппарата есть еще не только сварочные кабели, но и защитная маска, ремень и щетка.

Читайте также: Как выбрать и использовать сварочную маску?

Инверторы профессиональные и полупрофессиональные

Полупрофесиональные и профессиональные сварочные аппараты предназначены для выездных работ, а также для сварки сложных конструкций в цеху. Они все еще компактны, поэтому их можно без особых проблем перевозить с объекта на объект. При этом мощности достаточно для выполнения большинства сварочных работ, при которых применяются инверторы.

Мощность таких аппаратов начинается от 250 Ампер и больше. В комплекте есть сварочные кабели, остальные комплектующие нужно докупать отдельно. Дополнительный функционал так же присутствует.

Мы не рекомендуем приобретать профессиональный сварочный аппарат для сварки дома, поскольку вы не сможете раскрыть весь его потенциал в таких условиях, и при этом заметно переплатите. Остановитесь на полупрофессиональных аппаратах, если вам нужен запас по мощности.

Средняя стоимость таких инверторов — от 300$ и выше.

Инверторы промышленные

Стоит отметить, что инверторы редко применяются в промышленности. Чаще всего на масштабных производствах используются еще более технологичные сварочные аппараты. Тем не менее, промышленный сварочный аппарат инверторного типа существует и может применяться в особых случаях. В свободной продаже такие инверторы встречаются редко, поскольку стоят очень дорого и не пользуются таким большим спросом, как бытовые или профессиональные аппараты.

Применение

Сварочное оборудование данного инверторного типа понравилось всем новичкам из-за простоты использования. Чтобы начать использование инвертора, достаточно включить его в розетку, настроить режим сварки и можно начинать. Не нужно подключать дополнительные комплектующие вроде газового баллона или горелки. Для формирования шва понадобятся электроды и ваши умения. Все регулировки интуитивно понятны, к тому же они подписаны, а у некоторых функций есть световой индикатор. У продвинутых моделей инверторов есть цифровой дисплей, с которым еще удобнее работать.

В этой статье мы подробно рассказывали, как применять сварочный инвертор. Расписано все: от первого включения аппарата до окончания работ. Там же мы описали самые частые поломки, с которыми сталкиваются новички, и подсказали решения.

Особенности хранения и обслуживания

Чтобы понять, как правильно хранить и обслуживать инвертор сварочный постоянного тока, нужно знать, из чего он сконструирован. Выше мы уже говорили, что основа всех современных инверторов — это компактные производительные транзисторы типа IGBT или MOSFET. Именно благодаря им удалось существенно уменьшить габариты сварочного аппарата и добавить больший функционал. Также в основе инвертора есть множество микросхем и система охлаждения.

Техническое оснащение инвертора куда превосходнее оснащения классического трансформатора. Это значит, что с большим функционалом придется мириться и с особенностями хранения, обслуживания и эксплуатации такого аппарата.

Чаще всего поломки возникают из-за пыли, осевшей на компонентах инвертора. Пыль и грязь попадают внутрь корпуса через вентиляционные отверстия. Добавьте к этому повышенную влажность и аппарат точно долго не проживет.

А ремонт инвертора — это всегда непросто. Здесь не получится «на коленке» быстро починить все своими руками, как в случае с трансформатором. Придется нести аппарат в сервисный центр. А это недешево из-за дороговизны деталей.

Что делать, чтобы избежать всего этого? Правильно хранить аппарат и вовремя обслуживать его.

Хранение

Если вы часто пользуетесь инвертором и не хотите заморачиваться с его хранением, то просто кладите его в картонную коробку, в которой он поставляется. Саму коробку храните в сухом теплом помещении. Не оставляйте инвертор под открытым небом, вытирайте грязь, пыль и влагу с поверхности корпуса.

Если используете аппарат редко, то заверните инвертор в полиэтиленовую пленку, сделайте в ней отверстия и поместите аппарат в коробку. Не оставляйте инвертор на даче или в неотапливаемом гараже. Если у вас есть возможность, заберите аппарат в квартиру и храните в шкафу.

Обслуживание

Теперь про обслуживание. Конечно, лучше всего проводить его в сервисном центре. Если у вас аппарат от известного производителя и вы живете в крупном городе, то найдите официальный сервисный центр и за небольшую плату отдайте аппарат на техническое обслуживание. Специалист не только проверит работоспособность вашего инвертора, но и проведет профессиональную чистку сжатым воздухом. В том числе, изнутри.

Если у вас нет возможности отдать аппарат в сервисный центр, то обслуживание можно произвести самому. Регулярно чистите аппарат тряпкой, проверяйте надежность всех разъемов. Если есть необходимость что-то подкрутить — подкрутите. Обращайте внимание на скорость работы и на плавность регулировок.

Вместо заключения

Это все, что вам нужно знать о сварочном инверторе, если вы только начинаете изучать азы сварки. При выборе своего первого сварочного аппарата обращайте внимание не только на цену, но и на технические характеристики и на наличие гарантии. Если можете, ознакомьтесь с отзывами на выбранную вами модель, чтобы не ошибиться с выбором. На нашем сайте в разделе «Аппараты» можно найти множество обзоров и критических статей о бюджетных и не очень инверторах для новичка и практикующего мастера. Прочтите их, чтобы лучше разбираться в большом ассортименте сварочного оборудования. Желаем удачи в работе!

Автономные инверторы напряжения, виды, устройство и принцип работы, как выбрать

В последнее время в связи с постоянным ростом стоимости электроэнергии и увеличением популярности “зеленых” технологий получения электричества все большую популярность получает применение солнечных батарей. Более того, этот и иные аналогичные им средства выделяют в отдельную группу называемой альтернативной энергетики.

В средних широтах нашей страны солнечные батареи могут нормально функционировать только в весенне-летний период. Тем не менее, технико-экономический анализ демонстрирует определенную выгодность ее установки.

Основная проблема заключается в том, что солнечный генератор согласно физике своей работы может штатно выполнять свои функции только днем, а в пасмурную погоду, вечером и утром его эффективность по меньшей мере резко падает. Поэтому условием нормальной эксплуатации становится обязательная комплектация собственно батареи дополнительными устройствами.

Что такое автономный инвертер

Инвертором в технике электроснабжения называется устройство, обеспечивающее переход от постоянного напряжения к переменному.

Как один из функциональных модулей он входит в перечень обязательных блоков солнечной батареи и позволяет получить из постоянного тока стандартное сетевое однофазное или трехфазное напряжение.

В зависимости от конструктивных особенностей, применяемой схемы включения и перечня решаемых задач инвертор может иметь различное исполнение, что в схематической форме отражено на классификации рисунка.

Устройство вполне допустимо рассматривать как источник бесперебойного питания с расширенными функциональными возможностями.

При этом от обычных ИБП начального уровня он отличается в первую очередь следующими основными признаками:

• содержит несколько равноправных входов для подключения к ним различных источников электрической энергии;
• самостоятельно управляет источниками получения электроэнергии, обеспечивая нормируемое стандартами напряжение и частоту силовой сети во всем диапазоне разрешенных нагрузок;
• обеспечивает полную развязку внешнего электрического ввода от внутридомовой сети, для которой функции источника электрической энергии вне зависимости от режима работы всегда берет на себя инвертор.

Последняя особенность определила общепринятое обозначение этого устройства как автономного инвертора.

Где используется и как включается

Применительно к солнечной энергетике автономный инвертор как устройство, которое выполняет в первую очередь функции выбора одного из возможных источников электроснабжения, устанавливается между выходом солнечной батареи и вводным щитком.

Место установки диктуется простыми соображениями: потребитель электричества не должен знать, от какого источника он получает электроэнергию в данный конкретный момент времени, а необходимое качество этой энергии, в т.ч. в момент переключения между источниками, определяется выбором соответствующих схемных решений и используемой элементной базы.

Из соображений обеспечения максимальной эксплуатационной гибкости внутридомовой проводки подключение внешнего ввода физически также может осуществляться на домовой вводной щиток, что отдельно выделено на рисунке 2.

При этом данный ввод снабжается всеми необходимыми аксессуарами и автоматами для защиты от короткого замыкания, чрезмерно больших токов утечки и аналогичных им.

Сильная сторона такого подхода заключается в том, что позволяет в случае необходимости, без проблем простой перекоммутацией буквально нескольких выводов перейти на типовую схему электроснабжения, в которой отсутствуют альтернативные источники.

Устройство

Автономный инвертор с функциональной точки зрения представляет собой источник бесперебойного электропитания, дополненный многовходовым силовым коммутатором, формирователем выходного напряжения и снабженный блоком управления.

Алгоритм функционирования блока управления в ряде случаев может меняться в достаточно широких пределах.

Структурная схема этого устройства, на которой указаны отдельные блоки и приведены особенности их взаимодействия, представлена на рисунке 3.

Считается, что согласование по типу тока (постоянный – переменный) и величин напряжений конкретного входа и общего выхода осуществляется в схеме коммутатора.

Внешний ввод, солнечная и аккумуляторные батареи, а также бензогенератор в данном случае рассматриваются как взаимно дополняющие друг друга источники энергии и не могут функционировать параллельно.

Порядок их подключения к выходу вводного щитка для последующего питания силовых потребителей может быть задан жестко с учетом приоритетов, установленных разработчиком оборудования.

У старших моделей инверторов имеется возможность самостоятельного определения этой последовательности пользователем или разработчиком проекта путем соответствующего программирования.

Это позволяет полноценно принять во внимание местные особенности электрохозяйства, реализуемого на конкретном объекте жилой недвижимости.

При соответствующем программировании в режиме получения энергии от внешнего ввода или бензогенератора дополнительно возможен также заряд аккумуляторной батареи до уровня полной или иной также выбираемой емкости.

Отличие от сетевого и гибридного инвертера

Потенциально все описанные функции может выполнять также т.н. гибридный инвертор, который под этим углом зрения допустимо рассматривать как наиболее технически совершенный представитель техники рассматриваемой разновидности.

Его основное отличие – возможность возврата излишков вырабатываемой электроэнергии обратно в сеть.

Практическому применению гибридных инверторов препятствует преимущественно не технические проблемы реализации этой техники, а отсутствие соответствующей правовой базы.

Действующие нормативные документы не предусматривают саму возможность самостоятельной выработки электроэнергии частным лицом и ее продажу энергосбытовой компании.

Прямым следствием такого положения дел становится также отсутствие серийных сертифицированных двухнаправленных счетчиков как оборудования, которое необходимо для выполнения взаимных расчетов после завершения отчетного периода (например, привычный для всех календарный месяц).

С учетом иерархии, представленной на рисунке 1, сетевой инвертор считается на фоне гибридного устройством более низкого класса, который реализует следующий простой двухрежимный алгоритм функционирования:

• днем при наличии достаточной мощности, отдаваемой солнечной батареей, внутридомовая сеть отключена от электрического ввода и полностью обеспечивается электрической энергией от альтернативного источника;
• утром, вечером и ночью, а также в пасмурную погоду, когда солнечная батарея не в состоянии обеспечить нормальное функционирование домовых потребителей, инвертор отключается и за счет байпасного переключателя электроснабжение домохозяйства полностью выполняется от сети электросбытовой компании.

Виды по способу переключения тока

Отдельно выделенный на схеме рисунка 3 формирователь выходного напряжения 220 или 380 В, который обязательно присутствует в составе любого инвертора, реализуется только по импульсной схеме.

Выгодность такого решения определяется тем, что при нахождении ключевого полупроводникового элемента в полностью открытом и полностью закрытом состоянии за счет минимального напряжения или, соответственно, минимального тока достигается значительное снижение мощности бесполезных потерь энергии.

Все это позволяет нарастить общий КПД устройства до значений свыше 90%, рисунок 4.

Фактически основные потери происходят в момент перехода их одного состояния в другое, что определяет наличие дополнительных высоких требований к ключевым элементам устройства и их быстродействия.

Особенность импульсных схем состоит в том, что в отличие от аналоговых, выходное напряжение представляет собой не чистую, а т.н. аппроксимированную синусоиду.

Качество формирования этой синусоиды и степень ее близости к нормальной во многом определяется быстродействием и сопротивлением в открытом и закрытом состояниях ключевых полупроводниковых приборов.

В качестве таковых могут выступать:

• мощные транзисторы, в т.ч. IGBT-типа;
• тиристоры различной структуры.

Ключевые компоненты, построенные на мощных транзисторах, находят применение преимущественно в маломощных инверторах.

При переходе к средним и, тем более, высоким мощностям начинает сказываться такое недостаток транзистора, как несколько повышенная по сравнению с тиристорами величина падения напряжения в открытом состоянии, что сопровождается быстрым падением КПД.

В инверторах средней и высокой мощности полупроводниковые ключи реализуют на одно и двухоперационных тиристорах, которые за счет внутренней положительной обратной связи позволяют заметно уменьшить длительность переходного процесса от открытого до запертого состояния и наоборот.

По своим параметрам эти приборы могут считаться достаточно близкими аналогами, но двухоперационный вариант тиристора за счет передачи части управляющих функций непосредственно на полупроводниковую структуру позволяет получить более простые схемные решения с меньшим количеством компонентов и, соответственно, отличается большей надежностью.

Принцип работы генератора двухтактного типа
Второй ключевой (после коммутатора) компонент инвертора – генератор переменного напряжения.

В схемотехнике автономных инверторов наибольшее распространение получило построение такого генератора по двухтактной (балансной) схеме.

Вне зависимости от разновидности используемого в ней ключевого элемента (транзистор тиристоры) для получения переменного выходного напряжения используют балансную схему, основные компоненты которой приведены на рисунке 5.

Схема функционирует следующим образом. Постоянное напряжение, создаваемое источником «И» (его функции в зависимости от режима работы могут выполнять солнечная батарея, выпрямитель бензогенератора или сетевого ввода, аккумулятор) прикладывается к ключевым элементам «К», которые включены параллельно, и средней точке первичной обмотки выходного трансформатора.

За перевод ключевых элементов «К» из одного состояние в другое отвечает схема управления «СУ», которая собрана таким образом, чтобы ключевые элементы «К» работали только в противофазе и создавали отмеченные на схеме токи I1 и I2, которые имеют противоположное направление.

Верхний элемент «К» отвечает за формирование положительной полуволны напряжения, а нижний – отрицательной.

Выходной трансформатор обеспечивает симметричное относительно нуля силовое переменное напряжение, а также позволяет получить требуемую по правилам электробезопасности гальваническую развязку отдельных блоков силовой сети.

Схема управления может реализовывать различные стратегии, в т.ч. использовать хорошо отработанную и удобную со схемотехнической точки зрения ШИМ-модуляцию.

Принцип работы генератора инвертора резонансного типа

Резонансная схема построения генератора автономного инвертора уступает по популярности двухтактной, в т.ч. из-за сложностей обеспечения нормального функционирования на холостом ходе.

Со схемотехнической точки зрения выгодно отличается от своего двухтактного аналога возможностью реализации только на одном активном элементе (из-за довольно низкого КПД при мощностях свыше 200 – 300 Вт становится неэффективной).

Идея резонансной схемы состоит в том, что переменное напряжение создается колебательным контуром, т.е. при правильном подборе параметров и, в первую очередь выбора номиналов L и С его форма будет близка к синусоидальной.

Одиночный ключевой элемент или их комбинация предназначен для ввода в этот контур энергии от источника постоянного тока, что позволяет компенсировать внутренние потери и создать соответствующую работу в нагрузке.

В зависимости от вида соединения колебательного контура и нагрузки такие генераторы делят на последовательные, параллельные и частично параллельные.

Дополнительно различают схемы закрытого и открытого типа, отличие между которыми состоит только в том, протекает ли постоянный ток через индуктивность.

При его наличии говорят о закрытых схемах, а при отсутствии – о открытых резонансных генераторах.

Одна из возможных схем простейших резонансных инверторов приведена на рисунке 6.

Применение конденсаторов и обратных диодов в схемах автономных резонансных инверторов

Определенное увеличение КПД преобразования достигается введением в состав схемы резонансных инверторов различных дополнительных элементов. Чаще всего используют конденсаторы и т.н. обратные диоды.

Конденсатор С1 на рисунке 6 включается параллельно нагрузке при наличии у нее существенной индуктивности. Назначение этого элемента – максимизация параметра cosφ.

Суть применения т.н. обратных диодов, которые включают встречно-параллельно каждому ключевому элементу, состоит в создании условий для рекуперации энергии, накопленной в реактивных элементах, за счет возврата ее в источник постоянного напряжения.

Любой из обратных диодов заперт в открытом состоянии ключевого элемента и открывается при переходе в запертое, что позволяет “сбросить” энергию реактивных элементов L и С обратно в источник «И».

Критерии выбора автономных инверторов

При выборе автономного инвертора обратите внимание на несколько главных характеристик. Выделим главные параметры и их особенности.

Количество фаз

При выборе числа фаз учтите следующие моменты:

1. Если к вашему дому походит трехфазное напряжение (380 В), автономный инвертор также должен быть трехфазным.
2. В ситуации, когда к автомату подключено только однофазное напряжение (220 В), оборудование должно быть соответствующим.

Номинальная / пиковая мощность на выходе

Оптимально, чтобы номинальная мощность автономного инвертора равнялась сумме нагрузок (потребителей в доме). Для надежности лучше покупать оборудование с запасом и учетом пусковых токов.

Фактор пусковых I характерен для холодильного оборудования, насосов и иной техники с индукционной нагрузкой. В ней токи в момент запуска могут в 7-10 раз превышать номинальный параметр.

Для расчета перемножьте пусковой ток на напряжение в доме и сравните с пиковым параметром мощности (первый показатель должен быть ниже).

Если разработчик не указал пиковый мощностной параметр автономного инвертора, это означает, что номинальный параметр в реальности пиковый.

Форма U вых

Это ключевой параметр, от которого зависит качество работы приемников.

Здесь выделяется три типа:

1. Чистый синус.
2. Квази синусоида.
3. Прямоугольная синусоида.

Во избежание проблем в эксплуатации и повреждения оборудования рекомендуется выбирать автономный инвертор с правильной синусоидой.

Это связано с тем, что индуктивная нагрузка очень чувствительная к форме напряжения. Если на выходе устройства прямоугольная синусоида, основное оборудование не будет работать и может поломаться.

Квази синусоида — некий компромисс между чистой и прямоугольной синусоидой. Большая часть моделей автономных инверторов, представленных на рынке и имеющих такую характеристику, являются качественными. Но нужно быть осторожным, ведь попадаются и малонадежные варианты.

Защита оборудования

Хорошая модель автономного инвертора должна обладать полным набором разного рода защитных характеристик.

Выделим основные виды защит:

• от перегрева;
• защита АКБ;
• от КЗ;
• от перегруза на выходе.

Если на модели установлен вентилятор для принудительного снижения температуры, уточните у консультанта, функционирует ли он во всех ситуациях или включается только при повышении нагрузки выше определенного значения.

В лучших моделях вентилятор выключается при минимальной нагрузке. Как результат, автономный инвертор издает меньше шума, что важно при его установке в жилом доме.

КПД

По параметру КПД можно понять, сколько энергии устройство расходует без пользы. Лучшие представители имеют КПД в диапазоне от 90 до 95%. Если этот параметр меньше 90%, 1/10 часть энергии будет расходоваться впустую, что является недопустимым для солнечных станций.

Собственное потребление

Показатель отображает, какую мощность потребляет оборудование без подключенной к нему нагрузки. Оптимально, если этот параметр составляет не больше 1% от номинальной мощности.

К примеру, если Sном автономного инвертора (номинальная мощность) составляет 3000 Вт, собственное потребление не должно превышать 30 Вт. Если устройство будет постоянно включено в сеть, лучше выбирать модель с низким параметром мощности.

Наличие спящего / дежурного режима

Суть опции состоит в отключении устройства, если оно не используется длительное время и отсутствует нагрузка.

В этом случае собственная мощность опускается до трех-шести Ватт. При этом автономный инвертор находится в режиме постоянного отслеживания тока, чтобы в любой момент включиться на полную мощность.

Но есть особенность. Во избежание трудностей с питанием девайсов, имеющих небольшие нагрузки, нужна опция ручного отключения дежурного / спящего режима. В этом случае владелец сможет сам активировать и деактивировать функцию в случае необходимости.

Если отключение не предусмотрено, возможна ситуация, когда автономный инвертор останется в дежурном режиме при подключении маломощной нагрузки, к примеру, зарядки.

В завершение отметим, что не берите слишком дешевые устройства, ведь их качество может оказаться далеким от идеала. Лучше выбирать модели с учетом производителя, характеристик и других параметров.

Популярные модели

Чтобы упростить выбор, рассмотрим несколько моделей автономных инверторов, выделим их нюансы и параметры.

Инвертор / ИБП SILA EP20-300

Модель SILA EP20-300 — универсальное оборудование, сочетающее в себе опции источника бесперебойного питания, ЗУ и преобразователя.

Предусмотрена возможность автоматического перевода режимов поступления U от АКБ или от сети. Обеспечивает непрерывную работу подключенного оборудования.

Инвертор применяется в роли ИБП (при наличии АКБ) или в комплексе с солнечной электростанцией (потребуется внешний контроллер заряда). Страна-изготовитель — Тайвань.

Основные параметры:

1. Защита от КЗ, высокого и низкого напряжения.
2. Быстрое переключение — 6 мс.
3. Автозапуск после работы защиты.
4. LCD-дисплей.
5. Автоматическая зарядка (3-шаговая): постоянный ток / напряжение, поддержка заряда.
6. Чистый синус на выходе.

Характеристики:

1. Большой диапазон U на выходе — от 140 до 280 В.
2. Регулировка тока — от 5 до 10 А (задается программой).
3. Стабилизация U на выходе.
4. Номинальная / максимальная мощность — 300 / 900 Вт.
5. Напряжение АКБ — 12 В.
6. КПД — 90%.
7. Личное потребление — 24 Вт.
8. Гарантия — 2 года.

Модель SILA EP20-300 способна работать при влажности от 0 до 90% и в широком диапазоне температур. Размеры автономного инвертора всего 31,5х14,5х21 см, а вес — 7,5 кг. В продаже имеются аналогичные модели на мощности 600 и 1000 Вт.

Инвертор / ИБП Must EP3000 Pro 1K

Модель, сочетающая в себе опции ЗУ, преобразователя напряжения и ИБП.

Имеется опция автоматического перевода режимов работы — от АКБ и от сети. Активно применяется в качестве ИБП (нужен АКБ) и солнечной электрической станции (требуется внешний контроллер). Страна-производитель — Тайвань.

Плюсы:

1. Наличие трансформатора.
2. Способность работать при 3-кратном перегрузе.
3. Быстрое время переключения — до 10 мс.
4. LCD-экран.
5. Возможность выбора зарядного тока.
6. Авто-режим заряда (3-шаговый).
7. Автозапуск после срабатывания защиты.
8. Стабилизация U на выходе.
9. Защита от КЗ и перегрузки.

Главные параметры:

1. Мощность — 1000 Вт (максимальная — 3000 ВА).
2. U аккумулятора — 12 В.
3. U на выходе — 220-240 Вт.
4. Собственный ток потребления — 5 А
5. Ток заряда АКББ — 35 А.
6. Напряжение на выходе — от 155 до 280 В.
7. Гарантия — два года.

Модель ИБП Must EP3000 Pro 1K работает при влажности от 0 до 90%, имеет габариты 42,6х20,6х17,8 см и весит 16,5 кг. На рынке имеются модели большей мощности — от 2 до 6 кВт.

SolarWorks VM 3000-24 Plus (PF 1.0)

Модель используется в качестве основного и резервного источника снабжения. Сочетает в себе опции контролера заряда, инвертора, а также ЗУ для подзаряда АКБ от 220 В.

Инвертор собирает энергию от солнечных батарей, сети или солнечных модулей, а после выдает ее в сеть. Как результат, потребители получают бесперебойное питание. Подходит для офисов и домов. Часто применяется для защиты серверных, ПК, отопительных котлов.

Особенности:

1. Выходное U — чистый синус.
2. Три режима функционирования: автономный, параллельно (с сетью с резервным источником).
3. Внушительный ЖК-дисплей, отображающий необходимую информацию.
4. Авто перезапуск при восстановлении питания.
5. Настройка уровня заряда АКБ, 3-ступенчатый режим.
6. Защита от перегрева, КЗ и перегруза.
7. Возможность подключения к ПК.
8. Изменение диапазона U на входе.
9. Продуманная конструкция, положительно влияющая на производительность АКБ.

Главные характеристики:

1. Бренд Solarworks.
2. Страна-производитель — Китай.
3. Вид контроллера — МРРТ.
4. Наибольшая мощность солнечных батарей — 1,5 кВт.
5. Рабочее напряжение — от 30 до 115 В.
6. Наибольший ток заряда от сети / солнечной панели — 60 А.
7. Номинальная / пиковая мощность — 3 кВт / 6 кВт.
8. Ном. U АКБ / поддержания заряда — 24 / 27 В.
9. КПД — 90-93%.
10. Гарантия — 12 месяцев.

Модель SolarWorks VM 3000-24 Plus работает при влажности от 5 до 95%, имеет габариты 10х30х44 см и вес 9,5 кг.

Victron Energy EasySolar 48/3000/35-50

Рассматриваемая модель комплектуется одним или двумя МРРТ-контроллерами, встроенными в корпус оборудования и обеспечивающими заряд батареи от сети.

Особенности:

1. Бренд — Victron Energy.
2. Производитель — Нидерланды.
3. Количество фаз — одна.
4. Индикация — светодиоды.
5. Защита — от КЗ, перегруза, перегрева, повышенного напряжения и низкого напряжения АКБ.

Характеристики:

1. Номинальная мощность — 2,5 кВт.
2. U на входе — от 38 до 63 В.
3. U на выходе — 230 В.
4. КПД — 95%.
5. Гарантия — 5 лет.
6. Габариты — 36,2х37,4х21,8 см.
7. Масса — 21 кг.

ABi-Solar SL MPPT 5048

Модель ABi-Solar SL MPPT 5048 представляет собой автономный инвертор с МРРТ-контроллерами или PWM-контроллерами заряда.

В зависимости от ситуации могут выполнять опции контроллера заряда, инвертора и сетевого зарядного устройства. Допускается применение в качестве ИБП.

Особенности:

1. На выходе — чистый синус.
2. Параметры входного U — имеется возможность настройки.
3. Возможность изменения тока заряда и приоритета АКБ.
4. Работа от напряжения промсети или генератора.
5. Автозапуск после восстановления U.
6. Несколько видов защит — от КЗ, перегрева и перегрузки.
7. Опция холодного пуска.

Характеристики:

1. Бренд — ABi-Solar.
2. Страна-производитель — Тайвань.
3. Номинальная мощность — 4 кВт.
4. КПД — 93%.
5. Индикация — LCD-дисплей.
6. Габариты — 14х29,5х54 см.
7. Вес — 13,5 кг.
8. Количество фаз — одна.
9. Гарантия — год.

SMA Sunny Island 3324

Универсальная модель, которая подходит для автономных систем среднего и малого уровня, имеющих мощность от двух до пяти киловатт. Работает без сбоев при высоких температурах и плохой погоде.

Особенности:

1. Бренд — SMA.
2. Страна-производитель — Германия.
3. Защита от полного разряда аккумулятора.
4. Тепловая защита.
5. Количество фаз — три.
6. LCD-дисплей с основной информацией.

Характеристики:

1. Номинальная мощность — 3,3 кВт.
2. Напряжение на входе / выходе — от 172,5 до 250 В / 230 В
3. КПД — 94,5%.
4. Габариты — 59х39х24,5 см.
5. Вес — 39 кг.
6. Гарантия — 5 лет.

iMars BN3024E

Автономный инвертор iMars BN3024E — универсальная модель с качественной синусоидой, сравнительно высоким КПД и удобным управлением.

Производитель предусмотрел встроенный солнечный контроллер, возможность работы с генераторами, солнечными панелями и возобновляемыми источниками энергии.

Особенности:

1. На выходе — чистый синус.
2. Возможность перегрузки до 300%.
3. Стабильное U на выходе.
4. Три ступени заряда с интеллектуальной системой.
5. Регулировка напряжения.
6. Быстрое переключение — до 10 мс.
7. Контроль показателей с помощью LCD-дисплея.

Характеристики:

1. Бренд — iMars.
2. Страна-производитель — Китай.
3. Номинальная мощность — 3000 Вт.
4. Количество фаз — одна.
5. U на входе — от 155 до 272 В.
6. Напряжение АКБ — 24 В.
7. КПД — 88%.
8. Индикация — светодиоды.
9. Габариты — 18х26,4х46 см.
10. Вес — 26 кг.
11. Гарантия — год.

Заключение

Рынок автономных инверторов достаточно широк, чтобы подобрать модель с учетом особенностей дома, офиса или другого объекта. Главное при покупке — смотреть не только на стоимость, но и на характеристики, репутацию бренда надежность и гарантийный срок службы устройства.

Что такое инвертор? - Sunpower UK

Что такое инвертор?

Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. В большинстве случаев входное напряжение постоянного тока обычно ниже, в то время как выходной переменный ток равен напряжению электросети: 120 или 240 вольт в зависимости от страны.

Инвертор может быть построен как автономное оборудование для таких приложений, как солнечная энергия, или работать в качестве резервного источника питания от батарей, которые заряжаются отдельно.

Другая конфигурация - это когда он является частью более крупной схемы, такой как блок питания или ИБП.В этом случае входной постоянный ток инвертора поступает от выпрямленного переменного тока в блоке питания, либо от выпрямленного переменного тока в ИБП, когда есть питание, и от батарей при отключении питания.

В зависимости от формы сигнала переключения существуют разные типы инверторов. Они имеют различные конфигурации схем, эффективность, преимущества и недостатки.

Инвертор обеспечивает переменное напряжение от источников постоянного тока и используется для питания электроники и электрического оборудования, рассчитанного на сетевое напряжение переменного тока.Кроме того, они широко используются в инвертирующих каскадах импульсных источников питания. Схемы классифицируются в зависимости от технологии переключения и типа переключателя, формы сигнала, частоты и формы выходного сигнала.

Базовое управление преобразователем

Базовые схемы включают в себя генератор, схему управления, схему возбуждения силовых устройств, коммутационные устройства и трансформатор.

Преобразование постоянного напряжения в переменное достигается путем преобразования энергии, накопленной в источнике постоянного тока, таком как аккумулятор, или на выходе выпрямителя, в переменное напряжение.Это осуществляется с помощью переключающих устройств, которые постоянно включаются и выключаются, а затем повышаются с помощью трансформатора. Хотя есть некоторые конфигурации, в которых трансформатор не используется, они не используются широко.

Входное напряжение постоянного тока включается и выключается силовыми устройствами, такими как полевые МОП-транзисторы или силовые транзисторы, и импульсами, подаваемыми на первичную обмотку трансформатора. Переменное напряжение в первичной обмотке индуцирует переменное напряжение на вторичной обмотке. Трансформатор также работает как усилитель, увеличивая выходное напряжение в соотношении, определяемом отношением витков.В большинстве случаев выходное напряжение повышается со стандартных 12 вольт, подаваемых батареями, до 120 или 240 вольт переменного тока.

Три обычно используемых выходных каскада инвертора: двухтактный с трансформатором с центральным ответвлением, двухтактный полумост или двухтактный полный мост. Пуш-пул с центральным краном наиболее популярен благодаря своей простоте и гарантированным результатам; однако он использует более тяжелый трансформатор и имеет более низкий КПД.

На рисунке ниже показан простой двухтактный преобразователь постоянного тока в переменный со схемой трансформатора с центральным отводом.

Рисунок 1 базовая схема переключения инвертора

Формы выходных сигналов инвертора

Инверторы классифицируются в соответствии с их выходными формами волны с тремя распространенными типами: прямоугольная волна, чистая синусоида и модифицированная синусоида.

Прямоугольная волна проста и дешевле, однако имеет более низкое качество электроэнергии по сравнению с двумя другими. Модифицированная прямоугольная волна обеспечивает лучшее качество электроэнергии (THD ~ 45%) и подходит для большинства электронного оборудования.Они имеют прямоугольные импульсы с мертвыми зонами между положительным полупериодом и отрицательным полупериодом (THD около 24%).

Рисунок 2: Измененная форма синусоидального сигнала

Истинный синусоидальный инвертор имеет лучшую форму волны с самым низким THD около 3%. Однако он является наиболее дорогим и используется в таких приложениях, как медицинское оборудование, стереосистемы, лазерные принтеры и другие приложения, требующие синусоидальных сигналов. Они также используются в инверторах связи с сетью и оборудовании, подключенном к сети.

Рисунок 3: Чистая синусоида

Приложения

Инверторы используются в самых разных приложениях, от адаптеров для небольших автомобилей до домашних или офисных приложений и крупных сетевых систем.

• Источники бесперебойного питания
• Как автономные преобразователи
• В солнечных энергосистемах
• В качестве строительного блока импульсного источника питания

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Инвертор - это электрическое устройство, которое меняет постоянный ток (DC) на переменный (AC). Это не то же самое, что генератор переменного тока, который преобразует механическую энергию (например, движение) в переменный ток.

Постоянный ток создается такими устройствами, как батареи и солнечные панели.При подключении инвертор позволяет этим устройствам обеспечивать электроэнергией небольшие бытовые устройства. Инвертор делает это посредством сложного процесса электрической регулировки. В результате этого процесса вырабатывается электроэнергия переменного тока. Этот вид электричества можно использовать для питания электрического света, микроволновой печи или какой-либо другой электрической машины.

Инвертор обычно также увеличивает напряжение. Чтобы увеличить напряжение, нужно уменьшить ток. Таким образом, инвертор будет использовать большой ток на стороне постоянного тока, когда на стороне переменного тока используется только небольшое количество тока.

Инверторы бывают разных размеров. Они могут быть от 150 Вт до 1 мегаватт (1 миллион ватт). Инверторы меньшего размера часто подключаются к автомобильной розетке прикуривателя и обеспечивают питание переменного тока напряжением 120 или 240 вольт от автомобильного источника питания 12 вольт.

Самые ранние инверторы состояли из двигателя постоянного тока, механически соединенного с генератором переменного тока. Более поздняя конструкция, часто используемая с автомобильными радиоприемниками на электронных лампах, состояла из быстро переключающегося реле. Современные инверторы основаны на транзисторах MOSFET или IGBT.

• Синусоидальные инверторы вырабатывают качественную энергию переменного тока. Они используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для получения истинной синусоидальной волны, что делает их дорогими.
• Модифицированный синусоидальный инвертор обеспечивает более низкое качество переменного тока с сильными гармониками системы питания, но он дешевле. Выходной сигнал типичного модифицированного синусоидального инвертора представляет собой прямоугольную волну с паузой между изменениями направления. В каскадных многоуровневых инверторах используются различные стратегии модуляции для уменьшения содержания гармоник.Модифицированные синусоидальные инверторы снижают производительность некоторых приборов, таких как микроволновые печи и приборы, содержащие электродвигатели, и, как известно, могут повредить некоторое оборудование, включая детекторы дыма и некоторые зарядные устройства.

Что такое инвертор мощности? (с иллюстрациями)

Инвертор мощности - это устройство, которое преобразует мощность постоянного тока (также известную как постоянный ток) в стандартную мощность переменного тока (переменный ток). Инверторы используются для управления электрооборудованием от энергии, вырабатываемой автомобильной или лодочной батареей, или возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечные панели или ветряные турбины. Электропитание постоянного тока - это то, что аккумуляторы хранят, а мощность переменного тока - это то, что необходимо для работы большинства электроприборов, поэтому для преобразования энергии в пригодную для использования форму необходим инвертор.Например, когда сотовый телефон подключается к автомобильному прикуривателю для подзарядки, он обеспечивает питание постоянного тока; его необходимо преобразовать в требуемую мощность переменного тока с помощью инвертора мощности для зарядки телефона.

Как работают инверторы

Питание постоянного тока стабильное и непрерывное, с электрическим зарядом, который течет только в одном направлении.Когда выходная мощность постоянного тока представлена ​​на графике, результатом будет прямая линия. С другой стороны, мощность переменного тока течет вперед и назад в чередующихся направлениях, так что на графике она выглядит как синусоидальная волна с плавными и регулярными пиками и спадами. Силовой инвертор использует электронные схемы, чтобы заставить поток мощности постоянного тока менять направление, делая его чередующимся, как мощность переменного тока. Эти колебания являются грубыми и имеют тенденцию создавать прямоугольную форму волны, а не закругленную, поэтому требуются фильтры для сглаживания волны, что позволяет использовать ее в большем количестве электронных устройств.

Большинству электронных устройств для правильной работы требуется питание переменного тока, поскольку они предназначены для подключения к стандартной настенной розетке, которая обеспечивает питание переменного тока.Этим устройствам для работы требуется определенное количество низкого регулируемого напряжения. Мощность переменного тока легче повышать или понижать, а также переключать с одного напряжения на другое, чем напряжение постоянного тока, и его легче регулировать. Во многих случаях, когда используется силовой инвертор, мощность постоянного тока преобразуется в мощность переменного тока, которая затем понижается и снова превращается в мощность постоянного тока внутри устройства.

Типы инверторов

Большинство современных силовых инверторов генерируют либо модифицированные прямоугольные (или модифицированные синусоидальные) волны, либо чистые синусоидальные (или истинные синусоидальные) волны. Модифицированные прямоугольные инверторы не обеспечивают плавных пиков и спадов, которые дает питание переменного тока от домашней электрической розетки, но они могут обеспечивать стабильную и эффективную мощность, достаточную для работы большинства устройств.Этот тип инвертора относительно недорогой и, вероятно, самый популярный тип.

с чистой синусоидой - самые дорогие, но они также обеспечивают самый плавный и ровный выходной сигнал.Любое устройство будет работать на чистой синусоиде, но для некоторого чувствительного оборудования, такого как определенное медицинское оборудование и инструменты с регулируемой скоростью или перезаряжаемые инструменты, требуется, чтобы этот тип инвертора работал правильно. Радио, например, лучше работает с синусоидальными инверторами, потому что менее гладкие волны модифицированного прямоугольного инвертора нарушают прием радио, вызывая статические и другие шумы.

Инвертор использует

Basic часто представляют собой небольшие устройства прямоугольной формы, которые подключаются непосредственно к прикуривателю или розетке постоянного тока на приборной панели автомобиля или другого транспортного средства.Инвертора такого размера обычно достаточно для работы ноутбука, небольшого телевизора, портативного DVD-плеера или подобного оборудования. Эти устройства не потребляют много энергии и могут использоваться непрерывно во время движения автомобиля; их можно использовать даже от получаса до часа при выключенном двигателе, например, во время кемпинга или во время отключения электроэнергии дома.

Другие силовые инверторы поставляются с кабелями в виде перемычек, поэтому их можно подключать напрямую к батарее.Этот тип необходим для работы более мощного оборудования, такого как электроинструменты на удаленном рабочем месте или большого телевизора. Инверторы также могут быть подключены к батарее, чтобы облегчить их использование с более крупными частями оборудования.

Более крупные инверторы используются для преобразования солнечной или ветровой энергии в переменный ток, который можно использовать в домашних условиях.Это устройство, называемое сетевым инвертором, подключается к электросети, чтобы обеспечить подачу энергии по тем же проводам, по которым она подается от электросети. Он даже позволяет подавать любую избыточную мощность обратно в сеть, где ее можно продать коммунальной компании.

Мощность инвертора

Различные модели силовых инверторов различаются по мощности, которую они могут выдать.Мощность инвертора должна равняться общему количеству ватт, необходимых для каждого устройства, плюс не менее 50% прибавки для учета пиков или скачков потребляемой мощности. Например, если DVD-плеер потребляет 100 Вт, а маленький телевизор - еще 100 Вт, рекомендуется использовать инвертор мощностью не менее 300 Вт. Приобретение инвертора большей мощности, чем то, что сейчас необходимо, является хорошей идеей для многих людей, поскольку это означает, что можно добавлять различные или новые устройства без необходимости в новом инверторе мощности.

Безопасность

При постоянном использовании инвертора мощности внутри автомобиля, который не включен, двигатель следует запускать не реже одного раза в час на 10–15 минут, чтобы аккумулятор не разрядился.Запрещается заводить автомобиль в закрытом гараже, так как окись углерода в выхлопе смертельна.

следует использовать только с полностью заряженными аккумуляторами в хорошем состоянии. Слабый аккумулятор легко разрядится, если спрос будет слишком высоким. При использовании в автомобиле водитель может оказаться в затруднительном положении, поэтому перед использованием инвертора в неподвижном транспортном средстве необходимо проверить состояние аккумулятора.Если инвертор используется во время движения транспортного средства, как в случае автомобильной поездки, не должно быть проблем с дополнительной потребляемой мощностью, пока аккумулятор находится в хорошем состоянии.

Работа с большими батареями может быть опасной, а при неправильном выполнении может привести к серьезной травме. Неправильное использование инвертора мощности может даже привести к поражению электрическим током.По соображениям безопасности, кто-то, пытающийся подключить инвертор непосредственно к батарее, должен обязательно прочитать и соблюдать все меры безопасности, перечисленные в инструкции к инвертору.

Для людей важно всегда использовать силовой инвертор, мощность которого достаточно высока для устройства, которое необходимо запустить.Если, например, к прикуривателю подключить мощную бензопилу, легкий инвертор может перегреться и вызвать возгорание приборной панели. Следует избегать использования адаптеров, которые допускают большее количество розеток, чем рассчитано на устройство, и необходима надлежащая вентиляция вокруг инвертора для предотвращения перегрева.

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

Одна из самых значительных битв XIX 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 перепробовал 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. Тот 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, марширующих 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 до полного разряда батареи.

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.непосредственный ток немного похож на движение от одной стороны до другой по прямой; 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 сетевой 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 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 это быстрое 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 они должны получать питание 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 и том же 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 обладал молниеносными руками и был достаточно ловким, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, превращающий питание постоянного тока 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 идет в одну сторону или наоборот, или происходит мгновенное переключение 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 быть использованы для получения такого плавно изменяющегося выхода переменного тока из Вход постоянного тока. Они используют 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.

также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенных Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (либо выше, либо 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 небольшая - всегда где-то зря!

Как работает инвертор?

Мы только что получили очень простой обзор инверторов - и 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, 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 ток переменного тока, 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, старомодный механический инвертор сводится к коммутационному блоку. подключен к трансформатору электроэнергии. 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 - 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 его открыть и на короткое время выключить.Весна тянет обратно в положение, снова включив его и повторив процесс - снова и снова.

Анимация: Базовая концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается в 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 переменный ток на входе вместо постоянного тока.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, с которой вращается диск, определяет частоту переменного тока на выходе. 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 меняется таким образом, это 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 получаются от синусоиды.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращается 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 меняющийся 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 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 настоящих инверторов.

Изображение: Модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоидальную волну (синий), чем на прямоугольную волну (оранжевый), 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 инверторы (известные как инверторы , связанные с энергосистемой, или инверторы, привязанные к сети , ) 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 отключается, и вы не производите электричество 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 двухрежимные инверторы или двунаправленные , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (хотя и не в обоих одновременно). поскольку 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?

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 немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше переносные коробки размером с автомобильное радио, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Как бытовые приборы различаются по потребляемой мощности, так и инверторы различаются в мощности, которую они производят. Обычно на всякий случай вы нужен инвертор, рассчитанный 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. В то время как инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это Важно отметить, что они не предназначены для работы на пике мощность на длительные периоды.

Что такое инвертор и как он работает?

См. Также: Какие бывают типы солнечных инверторов? и что делает солнечный инвертор?

Инверторы играют решающую роль в любой солнечной энергетической системе и часто считаются мозгом проекта, будь то жилая система мощностью 2 кВт или коммунальная электростанция мощностью 5 МВт. Основная функция инвертора - «преобразовывать» выходной постоянный ток (DC) в переменный ток (AC).Переменный ток является стандартом, используемым всеми коммерческими приборами, поэтому многие рассматривают инверторы как «шлюз» между фотоэлектрической (PV) системой и потребителем энергии.

Инверторные технологии значительно продвинулись вперед, так что, помимо преобразования постоянного тока в переменный, они предоставляют ряд других возможностей и услуг, чтобы гарантировать, что инвертор может работать на оптимальном уровне производительности, например, мониторинг данных, расширенные средства управления коммунальными службами, приложения и системное проектирование.Производители инверторов также предоставляют услуги после установки, которые являются неотъемлемой частью поддержания производства энергии и высокого уровня производительности проекта, включая профилактическое обслуживание, услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию и быстрое среднее время ремонта (MTTR).

Поскольку цены на модули падают, инверторы и дополнительные системные компоненты становятся основным направлением снижения цен для EPC, ищущих новые конкурентные преимущества. В результате производители инверторов постоянно пытаются снизить кривую затрат на продукцию.

Некоторым компаниям удалось сделать это успешно, изменив производственные стратегии и построив дополнительные производственные мощности на развивающихся рынках солнечной энергии. Кроме того, компании взяли на вооружение основную концепцию «проектирование с учетом технологичности» - что означает, что они разрабатывают продукт с учетом простоты производства, - чтобы разрабатывать инверторные продукты, которые производятся быстрее и дешевле, без ущерба для производительности. Производители инверторов также смогли добиться успеха с меньшими затратами благодаря надежным партнерским отношениям с поставщиками.

Продолжающаяся проблема обеспечения все более высокой и более высокой ценности при более низких затратах - это то, над чем отрасль должна работать.

Интеграция в сеть и инверторы
Высокая степень проникновения фотоэлектрической энергии и ее влияние на стареющую электрическую сеть - еще одна проблема, с которой сталкивается вся солнечная промышленность. Сама проблема не является специфической для инверторов, но решение может быть полностью управляемым инвертором. Поскольку инверторы служат шлюзом к системе, расширенные средства управления энергосистемой, такие как проезд низкого напряжения, могут помочь смягчить проблемы, возникающие из-за более высокого проникновения фотоэлектрических модулей в сеть, такие как предсказуемость выхода и распределенная генерация.Эти функции помогают упростить переход по мере увеличения количества солнечных батарей без необходимости серьезной и дорогостоящей модернизации инфраструктуры. Коммунальные предприятия стремятся поддержать разработку и использование инверторов с наиболее проверенными функциями, когда речь идет о соединении сетей.

Гибкость конструкции
Учитывая рост проектов распределенной генерации наряду с продолжающимся развитием проектов в масштабе коммунальных предприятий, разработчики проектов солнечной энергетики ищут производителей инверторов, которые могут предоставить надежный набор коммерческих продуктов и технологических топологий.Гибкий производитель инверторов может предложить централизованную и децентрализованную конструкцию инверторов, имея в виду архитектуру, которая использует несколько инверторов на протяжении всего проекта для достижения минимально возможной нормированной стоимости энергии (LCOE). Несмотря на то, что спрос на общую системную архитектуру с использованием централизованного инвертора все еще растет, разработка трехфазных цепных инверторов для децентрализованной конструкции фотоэлектрической системы становится все более популярной. Это особенно актуально для коммерческих приложений, где пространство ограничено или находится в необычной форме.

- это нечто большее, чем просто инвертирование электрических токов солнечной энергетической системы. Инверторы должны продолжать внедрять инновации и снижать стоимость, сохраняя при этом ключевые характеристики солнечной энергетической системы (надежность, эффективность и такие функции, как мониторинг данных), чтобы стимулировать большее проникновение фотоэлектрических систем.

Этот рассказ был первоначально предоставлен Майком Дули, вице-президентом по маркетингу Advanced Energy. Он был обновлен, чтобы отразить текущие правила 1 мая 2018 г.

Найдите подходящий инвертор для своего проекта, просмотрев нашу простую в использовании базу данных инверторов.

Дополнительные статьи см .:
Что делают солнечные инверторы?
Какие бывают типы солнечных инверторов?
Q&A: Общие вопросы об инверторах и накопителях
Каковы преимущества использования струнных инверторов в коммерческих и небольших коммунальных проектах?
Каковы некоторые преимущества централизованного подхода в небольших проектах по солнечной энергии?

Что такое инвертор мощности и зачем он мне?

Вы владелец автофургона, внедорожника, автомобиля, лодки или другого транспортного средства и хотите иметь возможность смотреть телевизор, готовить пищу или заряжать ноутбук на борту? Если да, то вам понадобится инвертор. Но что они такое и что они делают? Читайте дальше, чтобы узнать, зачем он вам нужен для питания ваших гаджетов в дороге…

Что такое инвертор мощности?

По сути, это устройства, которые преобразуют постоянный ток (DC) автомобильного аккумулятора в переменный (AC) - вид электричества, который у вас есть в розетках в вашем доме, которые подключены к электросети.

Наличие преобразователя питания означает, что вы можете подключать свои приборы и устройства и питать их так же, как и от электрической розетки в доме.

В машине вы можете установить USB-адаптеры для прикуривателя, чтобы зарядить телефон или подключить спутниковую навигацию. Но для больших гаджетов и электроники с подходящими вилками вам понадобится инвертор.

Работа инвертора мощности

Как мы уже говорили, они преобразуют токи в ток, безопасный для использования в транспортных средствах.Напряжение аккумуляторной батареи вашего автомобиля обеспечивает ток, который питает его внутреннюю работу - вам нужно знать, какое напряжение использует аккумулятор вашего автомобиля, чтобы выбрать правильный инвертор.

Ток, подаваемый батареей, остается в одной цепи в одном направлении - откуда и произошло название «постоянный ток».

Однако для питания ваших гаджетов вам понадобится переменный ток, так как этой электронике для работы требуется больше энергии, чем может обеспечить постоянный ток. Они созданы для работы с высоковольтным переменным током, подаваемым в дома.

увеличивают напряжение постоянного тока, изменяют его на переменное, а затем используют его для питания ваших устройств. Они повышают напряжение вашей батареи, так что вы можете играть в видеоигры и использовать чайник в своем доме на колесах. Круто, да?

Выбор размера

Эти младенцы бывают разных размеров - чаще всего мощностью 1000, 3000 или 5000 Вт.

Рекомендуется, чтобы инвертор мощностью 3000 Вт был золотой серединой между размерами инвертора и лучшим выбором. Они не слишком маленькие, как 1000, и не слишком мощные и не слишком заряженные, как 5000.Если вам нужен небольшой дополнительный импульс, доступны мощности на 3500 Вт.

Найдите лучший инвертор на 3000 Вт для своего автомобиля, ознакомившись с полезным руководством по сравнению от Solar Know How.

Инвертор с модифицированной или чистой синусоидой?

Помимо размеров, существует два основных типа инверторов - модифицированная синусоида и чистая синусоида.

Итак, в чем разница и какой из них вам понадобится?

• Модифицированная синусоида: Они обычно дешевле и менее мощные.Тем не менее, они подходят для большинства повседневных электронных устройств, которые вы захотите использовать, только не очень больших.
• Чистая синусоида: Они совместимы практически со всей электроникой, гаджетами и приборами и вырабатывают мощный ток, наиболее похожий на тот, который подается в электрическую сеть. Это наиболее распространенный выбор, поскольку они с большей вероятностью будут совместимы со всем, что вам нужно подключить.

Силовые инверторы полезны для зарядки в дороге без необходимости возить адаптеры и большие розетки

Другие функции и советы

• Инверторы мощности особенно полезны, если вы устанавливаете солнечную энергетическую систему - они преобразуют энергию солнца в электричество, которое вы можете использовать для питания своих устройств в автомобиле.Это возобновляемая энергия, которая не разряжает ваш лучший автомобильный аккумулятор.
Преобразователи мощности
• предназначены не только для автомобилей - если у вас небольшой коттедж или пристройка, они очень полезны для установки там небольшого источника энергии.
• Многие (но не все) силовые инверторы поставляются с розетками USB, которые можно использовать для зарядки в дороге без необходимости возить с собой адаптеры и большие вилки. Для простоты использования приобретите совместимый с USB.
• Лучшие инверторы имеют цифровые экраны, показывающие, сколько энергии было потреблено, и информацию о напряжении батареи.Полезно знать эти вещи с первого взгляда, поэтому подумайте о том, чтобы купить такой, у которого есть экран.
• Современные инверторы созданы очень тихими, поэтому вас не разбудит шум машины, когда вы одновременно пытаетесь немного поспать и зарядить свой телефон в доме на колесах.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

Информация о Salman Zafar

Смотрите также

• 
  Какая должна быть температура горячей воды в кране
• 
  Гараж из панелей
• 
  Программа для моделирования зданий
• 
  Размер осв листа
• 
  Гортензия пильчатая прециоза
• 
  Как избавиться от налета в стиральной машине
• 
  Фиалка когда цветет
• 
  Минвата для фасада
• 
  Фум лента почему так называется
• 
  Состав праймера битумного
• 
  При оклейке комнаты обоями на одну из стен наклеили только один кусок обоев