Для чего нужен инвертор напряжения: Для чего нужен инвертор (преобразователь напряжения) и как выбрать

Разное

Содержание

Зачем нужны инверторные бытовые приборы? | Сварочные аппараты | Блог

Инвертор – функциональный блок, который умеет регулировать уровень выходного напряжения, тем самым плавно управляя частотой вращения электродвигателей в стиральных машинах, в компрессорах холодильников или кондиционеров и так далее. Устройства, которые используют указанные преобразования энергии экономны, тихо работают, компактны. По этой причине производители бытовой техники, промышленного оборудования, профессиональных инструментов все чаще выпускают изделия, в которых используются инверторные технологии.

Техника

В начале 2 000-х годов наладили массовый выпуск микросхем, обеспечивающих преобразование напряжения с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частота напряжения в вашей розетке 50 Гц. Модуль с ШИМ изменяет этот параметр в частоту выше 20 000 Гц. За счет этого в 10 и более раз уменьшились габариты и вес трансформаторов, они стали дешевле. Потребитель получил миниатюрные, легкие зарядные устройства, блоки бесперебойного питания для компьютеров и другой техники. Это были первые изделия для бытовой техники, в которых инженеры использовали инверторные технологии – микросхемы с ШИМ.

В современном оборудовании инверторные блоки применяют все чаще, например:

  • Сварочные аппараты. Десять лет тому назад сварочный аппарат весил от 25 до 150 кг. Современный инвертор весит 3-5 кг. Его можно переносить вручную, с ним удобно монтировать металлические конструкции на любой высоте.
  • Блоки пуска электродвигателей. В момент пуска электромашина потребляет в три раза больший ток. Инвертор обеспечивает плавный пуск с постепенным увеличением оборотов двигателя. Это экономит электроэнергию, уменьшает затраты на силовой кабель, исключает вредные импульсы по сети.
  • Насосы. Водонапорные башни уходят в прошлое. Инверторный блок скважины позволяет плавно регулировать давление и напор воды в зависимости от расхода. Инженерные сети упрощаются, что приводит к экономии средств на оснащение и обслуживание скважины. Современные бытовые и промышленные насосы с инверторами малошумные, не нагружают сеть, имеют больший ресурс работы.
  • Микроволновые печи. Обычная микроволновка работает с мощностью излучателя 100%. Температура внутри продуктов регулируется длительностью включения силовой части устройства и паузы. В отличие от обычных инверторные СВЧ-печи излучают непрерывно, но с разной интенсивностью. Потребитель может сам выбирать силу излучения, или готовить продукты по специальному алгоритму. Переменная мощность излучения обеспечивает лучший вкус любимых блюд. Поверхность мяса, рыбы не пересушивается, кусочки получаются более сочными. Продукты равномерней нагреваются, быстрее готовятся.
    • Кондиционеры, холодильники.Компрессор в системах охлаждения воздуха старых конструкций либо включен, либо выключен. Частый старт устройства увеличивает потребление энергии за счет пусковых токов, дополнительно нагревает корпус. А плавная, безостановочная работа инверторного компрессора приводит к экономии электроэнергии, уменьшает нагрузку на сети, производит мало шума.

    Хозяин, поставивший у себя дома микроволновку, кондиционер, холодильник и другие бытовые приборы с инверторными технологиями экономит от 15 до 45% электроэнергии. Кроме этого, уменьшаются затраты на блоки бесперебойного питания сети, стабилизацию напряжения, увеличивается срок работы бытовых приборов, котельного и насосного оборудования.

    Особенности инверторов

    Компрессор – основная деталь кондиционеров, холодильников, систем подачи воздуха в пневмоинструменты. Привычные нам компрессоры работают с паузами. Устройство либо сжимает фреон, либо система обесточена. Каждый пуск сопровождается повышенным расходом энергии.

    Компрессор с инверторным блоком работает непрерывно. При этом:

    • Холодильник меньше шумит.
    • Увеличивается срок работы компрессора. Непрерывный режим исключает дополнительные нагрузки на подшипники, вкладыши, сальники.
    • Уменьшается расход электроэнергии.

    В холодильниках и кондиционерах работают не только компрессор, но и вентиляторы. Использование инверторных технологий относится и к этим элементам техники. Таким образом, эффект экономии достигается за счет непрерывной работы всех движущихся частей.

    Инверторные стиральные машины

    Чистое белье – стандарт в быту. Инверторная техника для стирки белья обеспечивает привычные нам удобства, потребляя меньше ресурсов.

    В стиральной машине с инвертором используется трехфазный двигатель, который обеспечивает:

    • Уменьшенный расход энергии за счет отсутствия пусковых токов. Экономится более 15% электроэнергии.
    • Тихую работу.
    • Меньшие эксплуатационные расходы. Во многих инверторных моделях двигатель установлен напрямую на вал барабана (прямой привод). В таком случае ремня нет и менять его, в случае надрыва, не придется.

    Стиральные машины с инверторным двигателем намного компактнее привычных нам устройств.

    Если учесть совместимость современного оборудования с другими приборами и жителями в доме, то проблем не возникает. Напротив, прогрессивные решения с инверторными технологиями приводят к экономии затрат на электроэнергию, улучшают климатические характеристики в доме, свойства приготовленных блюд. Бытовая техника с ШИМ-регулированием надежна, имеет продолжительный срок службы, не требует дополнительных затрат при подключении.

    Инвертор напряжения ⋆ diodov.net

    Программирование микроконтроллеров Курсы

    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.

    Структура инвертора напряжения

    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 Uип с клеммами 1-2 и потребитель RнLн, обладающий активно-индуктивным характером, с клеммами 3-4. В один момент времени потребитель клеммами 3-4 подключается к клеммам 1-2 Uип, при этом I от Uип протекает в направлении LнRн, а в следующий момент клеммы 3-4 изменяют свое положение и I протекает в противоположном направлении относительно потребителя электрической энергии.

    Схема преобразования постоянного напряжения в переменное

    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.

    Схема инвертора напряжения

    Входные клеммы инвертора подключаются к Uип. 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: «+» Uип – VT1 – нагрузка RнLн VT4«-» Uип. Таким образом, на интервале времени t1 ‑ t2 создается замкнутая цепь для протекания iн в соответствующем направлении.

    Инвертор напряжения

    Режим работы схемы

    Для изменения направления iн снимаются управляющие импульсы с баз VT1 и VT4 и подаются сигналы на открытие второго и третьего VT2,3. В точке t2 на оси времени t, первый и четвертый VT1,4 закрыты, а второй и третий – открыты. Однако, поскольку нагрузка активно-индуктивная, то iн не может мгновенно изменить направление на противоположное. Этому будет препятствовать энергия, запасенная на индуктивности Lн. Поэтому он будет сохранять прежнее направление до тех пор, пока не рассеется все энергия, запасенная на индуктивности в виде магнитного поля, равная Wм = (Lн∙i2)/2.

    Автономный инвертор напряжения

    В связи с этим, на отрезке времени t2 – t3 ток будет протекать через диоды VD2 и VD3, сохраняя прежнее направление на RнLн, но пройдет в обратном направлении через Uип 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 iн, 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 Uип через открытые полупроводниковые ключи VT2 и VT3 будет протекать iн через LнRн уже в другую сторону.

    Схема автономного инвертора напряжения

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

    Принцип работы инвертора напряжения

    Работа схемы

    Начиная с момента tiн изменить направление и потечет от Uип через LнRн по пути через VT1 и VT4. Далее все процессы, протекающие в электрической цепи, будут повторяться. На LнRн 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 iн и uн будет в виде прямоугольников.

    Поскольку VT1…VT4 попарно открывались на всей протяженности соответствующих полупериодов, то на выходе преобразователя формировалось максимально возможное uн, поэтому через LнRн протекал iн 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 Uип, 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 uн полностью возлагается на инвертор.

    Для регулирования величины uн 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.

    Алгоритм управления транзисторами инвертора напряжения

    Обратите внимание, что амплитудное значение uн остается неизменной величины и приблизительно равно значению Uип, но действующее значение uн 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 iн.

    Схема инвертора напряжения на транзисторах

    Схема преобразователя напряжения

    Принцип работы преобразователя напряжения

    Схема преобразователя напряжения на транзисторах

    Далее из системы управления поступает команда и VT2 открывается, а VT4 закрывается. Однако накопленная в индуктивности энергия не позволяет току iн 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 Uип iн 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 uн. Для формирования iн 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.

    Электроника для начинающих

    Еще статьи по данной теме

    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.

    Для чего нужен автомобильный инвертор? / Статьи и обзоры

    22.05.2013

    Современная жизнь такова, что в салоне автомобиля человек зачастую проводит времени больше, чем в собственной квартире. Но даже в автомобиле, приспособленном для длительных поездок, бывает некомфортно путешествовать хотя бы вследствие отсутствия элементарных бытовых приборов. Их невозможно взять с собой в дорогу из-за того, что нет электросети. Правда, часть устройств все же имеет возможность питания или подзарядки своей аккумуляторной батареи от автомобильного прикуривателя. Однако далеко не все устройства могут питаться непосредственно от автомобильной сети. А если Вы захотите взять с собой в дорогу телевизор, ноутбук, электрочайник или обычный домашний компьютер?

    В этом случае настоящей палочкой-выручалочкой для автомобилиста станет особый прибор – инвертор или преобразователь напряжения. Инверторы, служащие для преобразования постоянного тока в переменный, сегодня применяются в самых разных областях жизнедеятельности. Но, конечно, наибольшей популярностью инверторы пользуются у владельцев грузовых и легковых автомобилей.  

    Принцип работы и виды автомобильных инверторов

    Преобразователь напряжения или инвертор – это устройство, предназначенное для преобразования входного постоянного напряжения 12Вв переменное напряжение 220В с частотой 50 Герц на выходе. То есть автомобильный инвертор вырабатывает переменный ток, благодаря чему к нему можно подключать самые разнообразные электроприборы, инструменты, портативные устройства и компьютеры, работающие от бытовой сети переменного тока.

    Инверторы обладают возможностью повышать напряжение и регулировать его с определенной точностью. На самом деле инвертор может выдавать практически любую частоту на выходе. Но естественно, что наибольший интерес представляет именно частота 50 Гц, на которой работают современные бытовые приборы российского и европейского рынка. Нужно, правда, отметить, что частота 50 Гц, которая выдается инвертором, отличается меньшей стабильностью по сравнению с обычной городской электросетью.

    Функционирование автомобильного инвертора базируется на полупроводниках. При этом сам корпус устройства обычно изготавливается из алюминиевого сплава повышенной теплопроводности, чтобы обеспечивать отвод тепла посредством конвекции. Кроме того, в конструкции более мощных приборов (от 300 Вт), как правило, присутствует еще и вентилятор для принудительного охлаждения инвертора.

    Поскольку инвертор, по-существу, является импульсным преобразователем напряжения, то он имеет все необходимые защитные системы: защиту от коротких замыканий и перегрузок на выходе, защиту от перегрева, защиту от превышения и понижения входного напряжения. Подключается автомобильный инвертор довольно просто — через розетку прикуривателя или непосредственно к аккумулятору.

    Для чего нужен автомобильный инвертор? Этим вопросом вряд ли будут задаваться опытные автовладельцы, для которых долгие поездки и путешествия уже стали обычным явлением. Ведь для них автомобильный инвертор давно превратился в незаменимую и полезную вещь, которая делает жизнь в дороге более комфортной. Но инвертор может пригодиться и широкому кругу автомобилистов, поскольку практически каждый водитель рано или поздно сталкивается с такой ситуацией, когда в дороге просто необходимы различные бытовые приборы или инструменты, но подключить их некуда.

    В век разных мобильных девайсов, ноутбуков и компьютеров эта проблема стала еще более актуальной. Как раз для таких случаев и предназначен автомобильный инвертор, позволяющий использовать его энергию для снабжения питанием различных устройств прямо в машине. С помощью инвертора можно подключать электрические приборы, совершенно не приспособленные для применения в транспортном средстве. Автомобильные инверторы выручат и в тех случаях, когда Вы планируете долгую поездку, и в ситуации, когда Вы просто собираетесь уехать за город на пикник.

    Благодаря автомобильному инвертору Вы можете подзаряжать свой сотовый телефон, не выходя из автомобиля, чтобы постоянно находиться на связи со своими родными и близкими. Инвертор незаменим и для тех, кто просто не может обходиться длительное время без своего компьютера или любит в дороге просматривать фильмы с проигрывателя DVD-дисков. Таким образом, преобразователь напряжения фактически освобождает Вас от существующей зависимости от традиционных источников электроэнергии. К автомобильному инвертору можно подключать самые разнообразные приборы, начиная от простого диктофона и бритвы и заканчивая ноутбуком или дрелью.

    Естественно, что для подключения мощных приборов, таких например, как современная СВЧ-печь или утюг, понадобится инвертор, обладающий большой мощностью — вплоть до 5 кВт. Цена таких устройств уже сильно бьет по карману.

    В автомобильных инверторах может быть предусмотрено три режима работы. Первый, основной, предполагает длительную работу инвертора на номинальной мощности. Второй режим обеспечивает так называемый режим перегрузки, когда устройство в течение определенного времени  может давать мощность в полтора раза большую, чем номинальная мощность. И, наконец, в некоторых моделях автомобильных инверторов также присутствует пусковой режим, который дает повышенную моментальную мощность для емкостных нагрузок или запуска электродвигателя.

    Сегодня на рынке представлены различные виды автомобильных инверторов. В первую очередь, все инверторы делятся по форме генерируемого ими напряжения. В большинстве случаев автомобильный инвертор просто не может дать чистую синусоиду напряжения. На выходе получается прямоугольная, трапециевидная или ступенчатая форма напряжения переменного тока. Но отсутствие чистой синусоиды напряжения никак не сказывается на работе значительной части бытовых электроприборов. Поэтому такие инверторы, называемые несинусоидальными, вполне подойдут для питания обычных бытовых приборов.

    Однако есть электроприборы, которым просто необходимо идеальное качество напряжения. В этом случае используются специальные синусоидальные инверторы, которые отличаются большей сложностью в производстве и, как результат, более высокой стоимостью. Синусоидальный инвертор нужен, в частности, для питания электроинструментов, мобильных телефонов и ноутбуков.

    Помимо этого, все инверторы, конечно, отличаются друг от друга мощностью, количеством подключаемых приборов, наличием встроенного переключателя и всевозможными дополнительными функциями.

    Общие рекомендации по выбору автомобильного инвертора

    Основная задача при выборе автомобильного инвертора – это подбор устройства необходимой мощности. Ведь если купить инвертор с мощностью равной или ниже мощности того устройства, которое Вы планируете питать, то автомобильный инвертор просто сгорит. В настоящее время выпускаются автомобильные инверторы различной мощности — от 50 Вт и выше. Маломощные устройства хороши тем, что отличаются невысокой стоимостью и легко подключаются через разъем прикуривателя. Но такие инверторы подойдут только для подключения небольших бытовых приборов. С помощью же более мощных инверторов можно питать самые разнообразные устройства – от стационарного компьютера до холодильника и СВЧ-печи. Главное правило здесь такое —  всегда нужно приобретать автомобильный инвертор с мощностью, превышающей мощность того устройства, которое Вы собираетесь питать.

    Если же Вы собираетесь подключать к инвертору разные устройства, то его нужно выбирать, исходя из технических характеристик самого мощного из них. Для справки можно привести мощность некоторых бытовых приборов и устройств:

    • бритва – 7 – 10 Вт
    • плеер и радиоприемник – 5 — 7 Вт
    • игровая приставка – 8 Вт
    • зарядное устройство мобильного телефона – 10 Вт
    • зарядное устройство видеокамеры – 25 Вт
    • струйный принтер – 30 – 50 Вт
    • нетбук – 40-50 Вт
    • ноутбук – 80 — 100 Вт
    • телевизор – 30 – 200 Вт
    • дрель – 400 — 1000 Вт
    • фен, утюг – 1500 — 2000 Вт
    • пылесос – 1500 — 2000 Вт
    • болгарка – 1500 — 2000 Вт
    • СВЧ-печь – 1400 — 2500 Вт


    В том случае, если Вы собираетесь подключать к автомобильному инвертору сразу несколько устройств одновременно, следует сложить их мощность и, соответственно, выбрать модель инвертора, подходящей по мощности. В любом случае помните, что подключаемые  к инвертору мощности не должны быть равными или превышать мощность самого инвертора.

    Не стоит чересчур гнаться за мощностью автомобильного инвертора, если Вы планируете подключать к нему только небольшие бытовые приборы. Ведь мощные инверторы не слишком удобны в работе. Инвертором, обладающим небольшой мощностью, можно пользоваться буквально на ходу, не останавливаясь и не выходя из своего автомобиля.

    При выборе инвертора с подходящей Вам мощностью нужно еще и учитывать специфику работы тех устройств, которые Вы собираетесь к нему подключать. К примеру, различные электроинструменты и строительная техника, включая уже упоминавшиеся болгарки, а также электродрели и рубанки, характеризуются большими пусковыми токами в момент включения. Если на холостом ходу они потребляют значительно меньшую мощность, то в момент включения, либо прикладывания нагрузки потребление мощности резко возрастает и превышает те значения номинальной мощности, которые указываются производителем в документации. Соответственно, для питания таких приборов придется планировать определенный запас по мощности инвертора. Только в этом случае Вы обеспечите стабильность работы автомобильного инвертора и его долгий срок службы.

    Компьютеры, ноутбуки и мониторы также имеют импульсные блоки питания. На практике это означает, что потребляемая ими мощность  может быть в отдельные моменты выше номинальной. В этой связи можно дать только одну рекомендацию — всегда лучше приобретать инвертор с некоторым запасом по мощности.

    Пока мы не располагаем в автомобилях классическими розетками 220 В, которые бы, наверное, сильно упростили жизнь автовладельцам. И потому автомобильный инвертор остается очень полезной и нужной вещью, которая дает возможность пользоваться в дороге или длительной поездке обычными домашними электроприборами. Можно сказать, что инверторы серьезно облегчают нам жизнь, обеспечивая необходимый комфорт в тех местах, где просто нет регулярной подачи электрической энергии.

    Преобразователи напряжения. Виды и устройство. Работа

    Преобразователем напряжения называется устройство, которое изменяет вольтаж цепи. Это электронный прибор, который используется для изменения величины входного напряжения устройства. Преобразователи напряжения могут повышать или понижать входное напряжение, в том числе менять величину и частоту первоначального напряжения.

    Необходимость применения данного устройства преимущественно возникает в случаях, когда необходимо использовать какой-либо электрический прибор в местах, где невозможно использовать имеющиеся стандарты или возможности электроснабжения. Преобразователи могут использоваться в виде отдельного устройства либо входить в состав систем бесперебойного питания и источников электрической энергии. Они широко применяются во многих областях промышленности, в быту и других отраслях.

    Устройство
    Для преобразования одного уровня напряжения в иное часто используют импульсные преобразователи напряжения с применением индуктивных накопителей энергии. Согласно этому известно три типа схем преобразователей:
    • Инвертирующие.
    • Повышающие.
    • Понижающие.
    Общими для указанных видов преобразователей являются пять элементов:
    • Ключевой коммутирующий элемент.
    • Источник питания.
    • Индуктивный накопитель энергии (дроссель, катушка индуктивности).
    • Конденсатор фильтра, который включен параллельно сопротивлению нагрузки.
    • Блокировочный диод.

    Включение указанных пяти элементов в разных сочетаниях дает возможность создать любой из перечисленных типов импульсных преобразователей.

    Регулирование уровня выходящего напряжения преобразователя обеспечивается изменением ширины импульсов, которые управляют работой ключевого коммутирующего элемента. Стабилизация выходного напряжения создается методом обратной связи: изменение выходного напряжения создает автоматическое изменение ширины импульсов.

    Типичным представителем преобразователя напряжения также является трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения. Данное свойство трансформатора широко применяется в радиоэлектронике и электротехнике.

    Устройство трансформатора включает следующие элементы:
    • Магнитопровод.
    • Первичная и вторичная обмотка.
    • Каркас для обмоток.
    • Изоляция.
    • Система охлаждения.
    • Другие элементы (для доступа к выводам обмоток, монтажа, защиты трансформатора и так далее).

    Напряжение, которое будет выдавать трансформатор на вторичной обмотке, будет зависеть от витков, которые имеются на первичной и вторичной обмотке.

    Существуют и другие виды преобразователей напряжения, которые имеют иную конструкцию. Их устройство в большинстве случаев выполнено на полупроводниковых элементах, так как они обеспечивают значительный коэффициент полезного действия.

    Принцип действия

    Преобразователь напряжение вырабатывает напряжение питания необходимой величины из иного питающего напряжения, к примеру, для питания определенной аппаратуры от аккумулятора. Одним из главных требований, которые предъявляются к преобразователю, является обеспечение максимального коэффициента полезного действия.

    Преобразование переменного напряжения легко можно выполнить при помощи трансформатора, вследствие чего подобные преобразователи постоянного напряжения часто создаются на базе промежуточного преобразования постоянного напряжения в переменное.
    • Мощный генератор переменного напряжения, который питается от источника исходного постоянного напряжения, соединяется с первичной обмоткой трансформатора.
    • Переменное напряжение необходимой величины снимается с вторичной обмотки, которое потом выпрямляется.
    • В случае необходимости постоянное выходное напряжение выпрямителя стабилизируется при помощи стабилизатора, который включен на выходе выпрямителя, либо с помощью управления параметрами переменного напряжения, которое вырабатывается генератором.
    • Для получения высокого кпд в преобразователях напряжения используются генераторы, которые работают в ключевом режиме и вырабатывают напряжение с использованием логических схем.
    • Выходные транзисторы генератора, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке, переходят из закрытого состояния (ток не течет через транзистор) в состояние насыщения, где на транзисторе падает напряжение.
    • В преобразователях напряжения высоковольтных источников питания в большинстве случаев применяется эдс самоиндукции, которая создается на индуктивности в случаях резкого прерывания тока. В качестве прерывателя тока работает транзистор, а первичная обмотка повышающего трансформатора выступает индуктивностью. Выходное напряжение создается на вторичной обмотке и выпрямляется. Подобные схемы способны вырабатывать напряжение до нескольких десятков кВ. Их часто применяют для питания электронно-лучевых трубок, кинескопов и так далее. При этом обеспечивается кпд выше 80%.
    Виды

    Преобразователи можно классифицировать по ряду направлений.

    Преобразователи напряжения постоянного тока:
    • Регуляторы напряжения.
    • Преобразователи уровня напряжения.
    • Линейный стабилизатор напряжения.
    Преобразователи переменного тока в постоянный:
    • Импульсные стабилизаторы напряжения.
    • Блоки питания.
    • Выпрямители.
    Преобразователи постоянного тока в переменный:
    Преобразователи переменного напряжения:
    • Трансформаторы переменной частоты.
    • Преобразователи частоты и формы напряжения.
    • Регуляторы напряжения.
    • Преобразователи напряжения.
    • Трансформаторы разного рода.
    Преобразователи напряжения в электронике в соответствии с конструкцией также делятся на следующие типы:
    • На пьезоэлектрических трансформаторах.
    • Автогенераторные.
    • Трансформаторные с импульсным возбуждением.
    • Импульсные источники питания.
    • Импульсные преобразователи.
    • Мультиплексорные.
    • С коммутируемыми конденсаторами.
    • Бестрансформаторные конденсаторные.
    Особенности
    • При отсутствии ограничений по объему и массе, а также при высоком значении питающего напряжения преобразователи рационально использовать на тиристорах.
    • Полупроводниковые преобразователи на тиристорах и транзисторах могу быть регулируемыми и нерегулируемыми. При этом регулируемые преобразователи могут применяться как стабилизаторы переменного и постоянного напряжения.
    • По способу возбуждения колебаний в устройстве могут быть схемы с независимым возбуждением и самовозбуждением. Схемы с независимым возбуждением выполняются из усилителя мощности и задающего генератора. Импульсы с выхода генератора направляются на вход усилителя мощности, что позволяет управлять им. Схемы с самовозбуждением – это импульсные автогенераторы.
    Применение
    • Для распределения и передачи электрической энергии. На электростанциях генераторы переменного тока обычно вырабатывается энергия напряжением 6—24 кВ. Для передачи энергии на дальние расстояния выгодно использовать большее напряжение. Вследствие этого на каждой электростанции ставят трансформаторы, повышающие напряжение.
    • Для различных технологических целей: электротермических установок (электропечные трансформаторы), сварки (сварочные трансформаторы) и так далее.
    • Для питания различных цепей;

    — автоматики в телемеханике, устройств связи, электробытовых приборов;
    — радио- и телевизионной аппаратуры.

    Для разделения электрических цепей данных устройств, в том числе согласования напряжений и так далее. Трансформаторы, применяемые в данных устройствах, в большинстве случаев имеют малую мощность и невысокое напряжение.

    • Преобразователи напряжения практически всех типов широко применяются в быту. Блоки питания многих бытовых приборов, сложных электронных устройств, инверторные блоки широко используются для обеспечения требуемого напряжения и обеспечения автономного энергоснабжения. К примеру, это может быть инвертор, который может быть использован для аварийного или резервного источника питания бытовых приборов (телевизор, электроинструмент, кухонная техника и так далее), потребляющих переменный ток напряжением 220 Вольт.
    • Наиболее дорогими и востребованными в медицине, энергетике, военной сфере, науке и промышленности являются преобразователи, которые имеют выходное переменное напряжение с чистой формой синусоиды. Подобная форма пригодна для работы устройств и приборов, которые имеют повышенную чувствительность к сигналу. К ним можно отнести измерительную и медицинскую аппаратуру, электрические насосы, газовые котлы и холодильники, то есть оборудование, в составе которых имеются электромоторы. Преобразователи часто необходимы и для продления времени службы оборудования.
    Достоинства и недостатки
    К достоинствам преобразователей напряжения можно отнести:
    • Обеспечение контроля входного и выходного режима тока. Эти устройства трансформируют переменный ток в постоянный, служат в качестве распределителей напряжения постоянного тока и трансформаторов. Поэтому их часто можно встретить в производстве и быту.
    • Конструкция большинства современных преобразователей напряжения имеет возможность переключения между разным входным и выходным напряжением, в том числе предполагает выполнение подстройки выходного напряжения. Это позволяет подбирать преобразователь напряжения под конкретный прибор или подключаемую нагрузку.
    • Компактность и легкость бытовых преобразователей напряжения, к примеру, автомобильных преобразователей. Они миниатюрны и не занимают много места.
    • Экономичность. КПД преобразователей напряжения достигает 90%, благодаря чему существенно экономится энергия.
    • Удобство и универсальность. Преобразователи позволяют подключать быстро и легко любой электроприбор.
    • Возможность передачи электроэнергии на дальние расстояния благодаря повышению напряжения и так далее.
    • Обеспечение надежной работы критических узлов: охранных систем, освещения, насосов, котлов отопления, научного и военного оборудования и так далее.
    К недостаткам преобразователей напряжения можно отнести:
    • Восприимчивость преобразователей напряжения к повышенной влажности (кроме преобразователей, специально созданных для работы на водном транспорте).
    • Занимают некоторое место.
    • Сравнительно высокая цена.
    Похожие темы:

    220 вольт в автомобиле – все что нужно знать об инверторах

    Краткое содержание:

    Лето – пора автопутешествий, и мы берем с собой в машину привычные домашние гаджеты, устройства и инструменты. Однако далеко не все из них можно зарядить от USB и прикуривателя – многие будут работать только от розетки 220 вольт… Для этого случая давно придуманы автомобильные инверторы – давайте разберемся, как они устроены, какими свойствами должны обладать и где пределы их возможностей.

    Все больше электронных и электрических устройств, приборов и инструментов, прежде привязанных к розетке, становятся беспроводными. Однако окончательно беспроводной век еще не наступил, и огромный парк техники по-прежнему жестко зависим от питания или зарядки от электросети 220 вольт. Менять эту технику на более современную с целью приобрести возможность питать или заряжать ее в автомобиле нерационально и просто расточительно. И проблема необязательно распространяется лишь на устаревшее оборудование – к примеру, любой достаточно современный аккумуляторный инструмент (шуруповерт, «болгарка», лобзик, цепная пила и т. п.) штатно комплектуется сетевым зарядным устройством, но вот зарядник под гнездо автомобильного прикуривателя продается всегда опционально, стоит дорого, а в ассортименте многих брендов электроинструмента и вовсе отсутствует!

    В подобных ситуациях поможет автомобильный инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток 12 вольт в переменный, с напряжением 220 вольт и традиционной для квартиры двухгнездовой розеткой. В некоторых автомобилях такое устройство имеется штатно – оно интегрировано под обшивку, а розетка выведена наружу в салоне или в багажнике. Если же таковой опции нет, обзавестись преобразователем напряжения нетрудно. Давайте разберемся, какими бывают инверторы 12 вольт/220 вольт и каким должен быть правильный гаджет!

    Внешний вид​

    Собственно, две взаимосвязанные между собой характеристики – это мощность и форма корпуса. Маломощные преобразователи-инверторы могут быть оформлены в виде крупного «адаптера», вставляемого непосредственно в прикуриватель, или в виде цилиндра, диаметром, как у банки газировки для установки в подстаканник – с кабелем в тот же прикуриватель. Такой формат весьма удобен, но существенно ограничен по мощности – у первого варианта она обычно не превышает 70-100 ватт, у второго – 100-150 ватт (хотя анонсировано может быть и больше – в зависимости от наглости производителя!). Охлаждение у таких гаджетов обычно естественное, безвентиляторное. Корпуса – безопасные, пластиковые.

    Более мощные инверторы выпускаются в виде прямоугольных алюминиевых корпусов с радиаторными ребрами и с вентиляторами продувки. Как правило, модели до 200 ватт мощности еще имеют шнур в прикуриватель (и иногда могут даже быть безвентиляторными), но более мощные уже идут с проводами-«крокодилами» для подключения напрямую к клеммам аккумулятора под капотом и с эффективной системой охлаждения продувкой. Уход от легкого подключения в прикуриватель к не слишком удобному и непригодному для использования в движении подключению «крокодилами» связан с тем, что предохранитель в цепи прикуривателя на большинстве машин не превышает номинал в 15 ампер. С таким потребляемым током инвертор не может выдавать более двухсот ватт во избежание перегорания предохранителя.

    Еще более могучие модели преобразователей напряжения ограничены по мощности фактически только возможностями аккумулятора и генератора среднестатистического автомобиля. В продаже есть инверторы на мощность до 1,5-2 киловатт, и даже выше. Рассмотрим взаимосвязь мощности и возможностей более подробно!

    Мощность и нагрузка

    Не станем глубоко вникать в КПД таких преобразователей – он весьма высок и для простоты будем считать написанную на корпусе мощность равно относящейся и к питаемой нагрузке, и к потребляемому от аккумулятора автомобиля току.

    От наиболее компактных устройств мощностью менее 100 ватт (к которым относятся и встроенные штатные инверторы) можно питать в лучшем случае зарядное устройство для ноутбука (да и то с не слишком мощной батареей), сетевой зарядник планшета, электробритву – если вы много времени проводите в авто, домашний фумигатор, чтобы выгнать перед ночевкой из салона комаров, и тому подобную слабосильную мелочевку.

    У инверторов с мощностью 100-200 ватт ассортимент доступных питаемых устройств пошире, но не радикально. Практически никакой 220-вольтовый электроинструмент через инвертор с подключением в прикуриватель работать не сможет: самая хилая «болгарка» обычно требует не менее 400 ватт мощности, дрель – 300-350 ватт, и т. п. Дрель запустится, если нажимать на ее кнопку достаточно плавно, но при малейшей нагрузке от сверления на преобразователе сработает защита… С помощью инверторов с мощностью под 200 ватт можно запитать, к примеру, дешевенькую орбитальную (эксцентриковую) шлифмашинку – в принципе, это полезная возможность для желающих отполировать кузов, но не имеющих гаража с розеткой! Или мультифункциональный мини-гравер, позволяющий работать с небольшими сверлами, шарошками, борами, крошечными отрезными и шлифовальными кругами, что порой весьма выручает при ремонте автомобиля.

    А вот инверторы на 400-500 ватт и выше уже существенно расширяют возможности автономности водителя. С их помощью можно включать в полевых условиях самый разный и относительно мощный электроинструмент – важно не забывать запускать мотор во избежание быстрой посадки аккумулятора. И помнить о главном – у многих мощных электроприборов (особенно с электродвигателями) кратковременный пусковой ток превышает рабочий ток в полтора-два раза. И инвертор должен быть на такой запас рассчитан!

    Что же позволяют инверторы мощностью 800 ватт, 1000 ватт, 1500 ватт и выше? Можно подумать, что с ними автомобиль превращается в электростанцию, способную запитать здоровенную «болгарку» с 230-миллиметровым диском, небольшую тепловую пушку, полноценный пылесос и многое другое, но увы, это не так… Главный ограничивающий фактор – мощность генератора автомобиля! Даже если считать КПД преобразователя-инвертора за 100% (хотя и это не так), киловаттный инвертор при полной нагрузке потребует от бортсети автомобиля 70-80 ампер! Столь высокий ток невозможно безопасно и долговременно передавать через точечный контакт клемм-«крокодилов», да и многие генераторы при такой нагрузке будут работать на пределе, что совсем не полезно. Причем это касается не только генераторов с максимальным током отдачи 90 ампер, но и более мощных. С годами у запрессованных в мост выпрямительных диодов ухудшается теплопередача и повышается сопротивление в точке контакта, и на повышенных (однако не превышающих допустимый предел) токах начинается перегрев моста, и приближается выход его из строя.

    Мощность потребителя, подключаемого к ЛЮБОМУ инвертору, всегда нужно выбирать как минимум на 25% меньше, чем предельное значение в ваттах, написанное на корпусе инвертора. А особо мощных преобразователей это касается даже в большей степени! Долговременно и надежно питать от инвертора-«киловаттника», подключенного к аккумулятору легкового автомобиля, можно в лучшем случае приборы и инструменты с мощностью 600-700 ватт – остальное закладывается на пиковые пусковые токи.

    Защита от перегрузки

    Очень важная характеристика любого инвертора – наличие качественной защиты от перегрузок по выходу. Подключение нагрузки с пусковым током выше номинального рабочего может спалить сам инвертор или как минимум выжечь предохранитель прикуривателя в блоке предохранителей машины. Хилая 400-ваттная болгарка под 115-й диск при включении на секунду берет ватт 500 и более, и даже маломощный зарядник для ноутбука с момента втыкания в розетку порождает кратковременный стартовый импульс высокого тока, сопровождающийся искрой и громким щелчком.

    Дешевые инверторы для защиты от подключения слишком мощной нагрузки оснащаются простейшим плавким предохранителем, расположенным внутри штекера прикуривателя – менять его в случае перегорания муторно и не всегда возможно. Поэтому защита должна быть электронной и относительно «умной» – инвертору нужно кратковременно выдерживать пиковые перегрузки для запуска электроприборов и электроинструмента с высокими пусковыми токами, а при основательной перегрузке преобразователь выключается и с небольшой задержкой автоматически включается заново.

    Вот только при покупке на Алиэкспресс (да и не только) тип защиты, алгоритм ее работы и адекватность срабатывания понять до приобретения достаточно сложно – описание не всегда отражает реальность, а отзывы неточны… Остается полагаться на лоты с большим количеством развернутых отзывов от людей, имеющих понимание в электрике, или просто надеяться на удачу…

    Доработка инструмента для работы совместно с инвертором

    Нередко бывает так, что ваш инвертор по заявленному току подходит для того устройства, которое планируется через него включать, но на деле постоянно вырубается из-за высокого пускового тока. Подобное частенько наблюдается при реализации такой распространенной прикладной задачи, как включение в полевых условиях «болгарки»… Если ваша «болгарка» или иной инструмент не имеет кнопки с зависимостью оборотов от степени нажатия, позволяющей запустить инструмент мягко, без броска тока, плавный пуск можно сделать своими руками. Для этого потребуется универсальный модуль для плавного пуска, который можно приобрести и легко за десять минут встроить практически в любое устройство. Выглядит такой модуль как крошечная коробочка с двумя проводами, и включается она в разрыв любого из двух проводов питания электроприбора – внутри корпуса или даже снаружи, на выносе! В сам инвертор ее, кстати, тоже можно встроить…

    Опасен ли инвертор?​

    Многим кажется, что исходное напряжение в 12 вольт априори предполагает безопасность. Помните бородатую шутку: «Может ли убить человека 12-вольтовый аккумулятор? Может, но только если упадет со шкафа на голову…».

    Увы, 220 вольт в инверторе столь же опасны, как и 220 вольт в домашней розетке. Преобразователь категорически нельзя брать и включать мокрыми руками, и, памятуя о тотальном китайско-безымянном происхождении большинства этих гаджетов, весьма желательно проверить утечку тока на корпус, если в вашей модели он металлический. Подключите к свежекупленному инвертору мультиметр в режиме вольтметра переменного тока: поочередно к каждому из выходных гнезд и к корпусу – напряжения на щупах тестера быть не должно!

    Здравствуйте!

    Вы являетесь моим подписчиком. Читайте и комментируйте мои новые публикации

    Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт: назначение, принцип работы, виды

    Преобразователь напряжения с 12 на 220 В используют там, где есть необходимость подключения электрических устройств, потребляющих стандартный сетевой ток, к источнику переменного напряжения. Во многих случаях эта сеть бывает недоступна. Применение автономного бензинового генератора требует соблюдения правил его обслуживания: постоянный контроль за уровнем рабочего топлива, обеспечение вентиляции. Применение преобразователей в комплекте с автомобильными аккумуляторными батареями позволяет решить задачу оптимальным способом.

    Назначение и принцип работы

    Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

    Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

    Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

    Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

    Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

    Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

    В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

    Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт Bestek Power Inverter

    Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения. Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии.

    Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

    • ИН бестрансформаторный мостовой;
    • трансформаторный ИН с нулевым проводом;
    • мостовая схема с трансформатором.

    Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

    Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

    При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

    Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

    Разновидности преобразователей с 12 на 220 вольт

    Простые преобразователи с 12 на 220 рассчитаны на небольшую мощность потребителей. Требования к качеству выходного питающего напряжения и к форме сигнала невысоки. Классические их схемы не используют микроконтроллеры ШИМ. Мультивибратор, собранный на логических элементах И-НЕ, формирует электрические импульсы частотой следования 100 Гц. Для создания противофазного сигнала используется D-триггер. Он делит частоту задающего генератора на 2. Противофазный сигнал в виде прямоугольных импульсов образуется на прямом и инверсном выходах триггера.

    Этот сигнал через буферные элементы на логических элементах НЕ управляет выходной схемой преобразователя, построенной на ключевых транзисторах. Их мощность определяет выходную мощность инверторов.

    Транзисторы могут быть составными биполярными и полевыми. В стоковые или коллекторные цепи включены половины первичной обмотки трансформатора. Его вторичная обмотка рассчитана на выходное напряжение 220 В. Так как триггер разделил частоту 100 Гц мультивибратора на 2, то частота выходного сигнала окажется 50 Гц. Такое ее значение необходимо для питания подавляющего количества бытового электро- и радиооборудования.

    Все элементы схемы получают питание от аккумуляторной батареи автомобиля, используя дополнительные элементы стабилизации и защиты от высокочастотных помех. От них защищен и сам аккумулятор.

    В схемах простых преобразователей не предусмотрены элементы защиты и автоматического регулирования. Частота выходного сигнала определяется выбором емкости конденсатора и сопротивления резистора, входящих в схему задающего генератора. В качестве простейшей защиты от короткого замыкания в нагрузке применяется плавкий предохранитель в цепи питающего схему автомобильного аккумулятора. Поэтому всегда необходимо иметь запасной комплект плавких вставок.

    Более мощные современные преобразователи постоянного тока в переменный выполняются по другим схемам. ШИМ-контроллер задает режим работы. Он же определяет амплитуду и частоту выходного сигнала.

    2000 Вт схема преобразователя (12 В+220 В+2000 Вт) для получения требуемой выходной мощности в своих выходных каскадах использует параллельное соединение силовых активных элементов. При такой схемотехнике токи транзисторов суммируются.

    Но более надежным способом увеличения параметра мощности является объединение нескольких преобразователей DC/DC (постоянный ток/постоянный ток) в качестве входного сигнала общего инвертора DC/AC (постоянный ток/переменный ток), выход которого используется для подключения мощной нагрузки. Каждый из преобразователей DC/DC состоит из инвертора с трансформаторным выходом и выпрямителя этого напряжения. На выходных зажимах присутствует постоянное напряжение около 300 В. Все они по выходу соединены параллельно.

    Получить от одного инвертора мощность более 600 Вт сложно. Вся схема устройства питается напряжением аккумуляторной батареи.

    Такие схемы обеспечены всеми видами защиты, включая термозащиту. Температурные датчики крепятся на поверхности радиаторов выходных транзисторов. Они вырабатывают напряжение, зависящее от степени нагрева. Пороговое устройство сравнивает его с заданным на этапе проектирования и выдает сигнал на прекращение работы устройства с соответствующей сигнализацией. Каждый вид защиты снабжен своим сигнальным устройством, часто звуковым.

    Применяется и дополнительное принудительное охлаждение при помощи установленного в корпусе воздушного кулера, который автоматически вступает в работу по команде соответствующего теплового датчика. Кроме того, корпус сам является надежным теплоотводом, так как выполнен из рифленого металла.

    По форме сигнала выходного напряжения

    Однофазные преобразователи напряжения можно разделить на две группы:

    • с чистой синусоидой на выходе;
    • с модифицированной синусоидой.

    В инверторах первой группы высокочастотный преобразователь создает постоянное напряжение. Его величина по своему значению близка к амплитуде синусоидального сигнала, который требуется получить на выходе устройства. В мостовой схеме из этого постоянного напряжения путем широтно-импульсной модуляции контроллера и низкочастотного фильтра выделяется составляющая, по форме сильно приближающаяся к синусоиде. Выходные транзисторы открываются несколько раз в каждом полупериоде на время, изменяющееся по гармоническому закону.

    Чистая синусоида необходима для устройств, на входе которых есть трансформатор или электродвигатель. Основная часть современных устройств допускает питание напряжением, форма которого приближенно напоминает синусоиду. Особенно низкие требования предъявляют изделия с импульсными блоками питания.

    Трансформаторные устройства

    Преобразователи напряжения могут содержать трансформаторы. В схемах инверторов они участвуют в работе задающих блокинг-генераторов, вырабатывающих импульсы, по форме приближающиеся к прямоугольным. В составе такого генератора используется импульсный трансформатор. Его обмотки включены так, чтобы создать положительную обратную связь, приводящую к созданию незатухающих колебаний.

    Магнитопровод (сердечник) изготавливают из сплава, обладающего высокой пропускной способностью магнитного поля. Благодаря этому трансформатор работает в ненасыщенном режиме. Различные виды ферритов, пермаллой обладают этими свойствами.

    На смену трансформаторным блокинг-генераторам пришли мультивибраторы. Они используют современную элементную базу и имеют более высокую, по сравнению с предшественниками, стабильность частоты. Кроме того, в схемах мультивибраторов изменение рабочей частоты генератора достигается простым способом.

    В современных моделях инверторов трансформаторы работают в выходных каскадах. Через вывод от средней точки первичной обмотки к коллекторам или стокам использующихся в них транзисторов подводится напряжение питания от аккумулятора. Вторичные обмотки рассчитываются, используя коэффициент трансформации, на величину переменного напряжения 220 В. Такое его значение используется для питания большинства отечественных потребителей.

    Различные типы инверторов и их применение

    Источник переменного тока (AC) используется почти для всех жилых, коммерческих и промышленных нужд. Но самая большая проблема с AC заключается в том, что его нельзя сохранить для будущего использования. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный, а затем постоянный ток сохраняется в батареях и сверхконденсаторах. И теперь всякий раз, когда требуется переменный ток, постоянный ток снова преобразуется в переменный для работы устройств на базе переменного тока. Итак, устройство , которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором .Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный переменный. Это изменение может заключаться в величине напряжения, количестве фаз, частоте или разности фаз.

    Классификация инвертора

    Инвертор

    можно разделить на множество типов в зависимости от мощности, источника, типа нагрузки и т. Д. Ниже приводится полная классификация схем инвертора:

    (I) В соответствии с выходной характеристикой

    1. Инвертор прямоугольной формы
    2. Инвертор синусоидальной волны
    3. Инвертор с модифицированной синусоидой

    (II) По источнику инвертора

    1. Инвертор источника тока
    2. Инвертор источника напряжения

    (III) По типу нагрузки

    1. Однофазный инвертор
      1. Полумостовой инвертор
      2. Полномостовой инвертор
    2. Трехфазный инвертор
      1. 180-градусный режим
      2. 120-градусный режим

    (IV) Согласно другой методике ШИМ

    1. Простая широтно-импульсная модуляция (SPWM)
    2. Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
    3. Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
    4. Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

    (В) По количеству выходных уровней

    1. Обычный двухуровневый инвертор
    2. Многоуровневый инвертор

    Теперь обсудим их все по порядку.Вы можете проверить образец схемы инвертора переменного тока от 12 В до 220 В здесь.

    (I) Согласно выходным характеристикам

    В соответствии с выходной характеристикой инвертора может быть три различных типов инверторов .

    • Преобразователь прямоугольной формы
    • Инвертор синусоидальной волны
    • Инвертор с модифицированной синусоидой

    1) Преобразователь прямоугольной формы

    Форма волны выходного напряжения для этого инвертора — прямоугольная.Этот тип инвертора наименее используется среди всех других типов инверторов, потому что все устройства предназначены для питания синусоидальной волны. Если мы подадим прямоугольную волну в устройство на основе синусоидальной волны, оно может выйти из строя или потери будут очень высокими. Стоимость этого инвертора очень низкая, но он применяется очень редко. Его можно использовать в простых инструментах с универсальным двигателем.

    2) Синусоидальная волна

    Выходной сигнал напряжения представляет собой синусоидальную волну, и он дает нам выходной сигнал, очень похожий на выходной сигнал электросети.Это главное преимущество этого инвертора, потому что все устройства, которые мы используем, рассчитаны на синусоидальную волну. Так что это идеальный результат, который гарантирует исправную работу оборудования. Этот тип инверторов более дорогой, но широко используется в жилых и коммерческих помещениях.

    3) Модифицированная синусоида

    Конструкция этого типа инвертора сложнее, чем простой прямоугольный инвертор, но проще по сравнению с синусоидальным инвертором.Выходной сигнал этого инвертора не является ни чистой синусоидой, ни прямоугольной волной. Выход такого инвертора представляет собой часть из двух прямоугольных волн. Форма выходного сигнала не совсем синусоидальная, но напоминает форму синусоидальной волны.

    (II) По источнику инвертора

    • Инвертор источника напряжения
    • Инвертор источника тока

    1) Инвертор источника тока

    В CSI вход является источником тока.Этот тип инверторов используется в промышленных приложениях среднего напряжения, где требуется получение высококачественных сигналов тока. Но CSI не популярны.

    2) Инвертор источника напряжения

    В VSI вход является источником напряжения. Этот тип инвертора используется во всех приложениях, поскольку он более эффективен, имеет более высокую надежность и более быстрый динамический отклик. VSI может работать с двигателями без снижения номинальных характеристик.

    (III) По типу нагрузки

    • Однофазный инвертор
    • Трехфазный инвертор

    1) однофазный преобразователь

    Обычно бытовая и коммерческая нагрузка использует однофазное питание.Однофазный инвертор используется для этого типа приложений. Однофазный инвертор делится на две части;

    • Однофазный полумостовой инвертор
    • Однофазный мостовой инвертор

    A) Однофазный полумостовой инвертор

    Этот тип инвертора состоит из двух тиристоров и двух диодов, подключение показано на рисунке ниже.

    В этом случае полное постоянное напряжение равно Vs и разделено на две равные части Vs / 2.Время одного цикла T сек.

    На полупериод 0

    Для второго полупериода T / 2

      Vo = Vs / 2  

    С помощью этой операции мы можем получить форму волны переменного напряжения с частотой 1 / T Гц и пиковой амплитудой Vs / 2.Форма выходного сигнала — прямоугольная волна. Он будет пропущен через фильтр и удалит нежелательные гармоники, которые дадут нам чистый синусоидальный сигнал. Частоту сигнала можно регулировать с помощью времени включения (Ton) и времени выключения (Toff) тиристора.

    Величина выходного напряжения составляет половину напряжения питания , а период использования источника составляет 50%. Это недостаток полумостового инвертора и решением этой проблемы является полумостовой инвертор .

    B) Однофазный мостовой преобразователь

    В инверторах этого типа используются четыре тиристора и четыре диода.Принципиальная схема однофазного полного моста показана на рисунке ниже.

    За один раз два тиристора T1 и T2 проводят первый полупериод 0

    Для второго полупериода T / 2

    Здесь мы можем получить выходное напряжение переменного тока, такое же, как напряжение питания постоянного тока, а коэффициент использования источника равен 100%.Форма волны выходного напряжения имеет прямоугольную форму, и фильтры используются для ее преобразования в синусоидальную волну.

    Если все тиристоры проводят одновременно или в паре (Т1 и Т3) или (Т2 и Т4), то происходит короткое замыкание источника. Диоды включены в схему как диод обратной связи, поскольку он используется для передачи энергии к источнику постоянного тока.

    Если мы сравним полномостовой инвертор с полумостовым инвертором, для данной нагрузки напряжения питания постоянного тока выходное напряжение в два раза больше, а выходная мощность в четыре раза больше в полномостовом инверторе.

    2) Трехфазный мостовой инвертор

    В случае промышленной нагрузки используется трехфазный источник питания переменного тока, а для этого мы должны использовать трехфазный инвертор. В инверторах этого типа используются шесть тиристоров и шесть диодов, которые подключены, как показано на рисунке ниже.

    Он может работать в двух режимах в зависимости от степени стробирующих импульсов.

    • 180-градусный режим
    • 120-градусный режим

    A) Режим 180 градусов

    В этом режиме работы время проводимости тиристора составляет 180 градусов.В любой момент времени три тиристора (по одному тиристору от каждой фазы) находятся в режиме проводимости. Форма фазного напряжения — это три ступенчатых сигнала, а форма линейного напряжения — квазиквадратная волна, как показано на рисунке.

      Vab = Va0 - Vb0 
      Vbc = Vb0 - Vc0 
       Vca  = Vc0 - Va0  

    Фаза А

    Т1

    Т4

    Т1

    Т4

    Фаза B

    T6

    Т3

    T6

    Т3

    T6

    Фаза C

    T5

    Т2

    T5

    Т2

    T5

    Степень

    60

    120

    180

    240

    300

    360

    60

    120

    180

    240

    300

    360

    Тиристор проводит

    1 5 6

    6 1 2

    1 2 3

    2 3 4

    3 4 5

    4 5 6

    1 5 6

    6 1 2

    1 2 3

    2 3 4

    3 4 5

    4 5 6

    В этой операции временной промежуток между коммутацией выходного тиристора и проводимостью входящего тиристора равен нулю.Таким образом, возможно одновременное включение входящего и выходящего тиристора. Это приводит к короткому замыканию источника. Чтобы избежать этой трудности, используется 120-градусный режим работы.

    B) Режим 120 градусов

    В этой операции одновременно работают только два тиристора. Одна из фаз тиристора не подключена к положительной клемме и не подключена к отрицательной клемме. Время проводимости для каждого тиристора составляет 120 градусов. Форма линейного напряжения представляет собой трехступенчатую форму волны, а форма фазного напряжения — квазиквадратную форму волны.

    Фаза А

    Т1

    Т4

    Т1

    Т4

    Фаза B

    T6

    Т3

    T6

    Т3

    T6

    Фаза C

    Т2

    T5

    Т2

    T5

    градус

    60

    120

    180

    240

    300

    360

    60

    120

    180

    240

    300

    360

    Тиристор проводит

    1 6

    2 1

    3 2

    3 4

    4 5

    6 5

    1 6

    2 1

    3 2

    3 4

    4 5

    5 6

    Форма сигнала линейного напряжения, фазного напряжения и импульса затвора тиристора показана на рисунке выше.

    В любых силовых электронных переключателях есть два типа потерь; потери проводимости и потери переключения . Потеря проводимости означает потерю состояния включения в переключателе, а потеря коммутации означает потерю состояния выключения в переключателе. Обычно потери проводимости больше, чем потери переключения в большинстве операций.

    Если рассматривать 180-градусный режим для одной 60-градусной операции, три переключателя разомкнуты, а три переключателя замкнуты. Означает, что общие потери равны трехкратным потерям проводимости плюс трехкратным потерям при переключении.

      Полная потеря на 180 градусов = 3 (потеря проводимости) + 3 (потеря переключения)  

    Если мы рассмотрим 120-градусный режим для одной 60-градусной операции, два переключателя разомкнуты, а остальные четыре переключателя замкнуты. Означает, что общие потери равны двукратным потерям проводимости плюс четырехкратным потерям при переключении.

      Общие потери при 120 градусах = 2 (потеря проводимости) + 4 (потеря переключения)  

    (IV) Классификация по методике контроля

    • Модуляция одиночной ширины импульса (одиночная ШИМ)
    • Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
    • Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
    • Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

    Выходной сигнал инвертора — прямоугольный сигнал, и этот сигнал не используется для нагрузки.Метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) используется для управления выходным напряжением переменного тока. Это управление достигается путем управления периодом включения и выключения переключателей. В методе ШИМ используются два сигнала; один — опорный сигнал, второй — треугольный сигнал несущей. Стробирующий импульс для переключателей генерируется путем сравнения этих двух сигналов. Существуют разные типы методов ШИМ.

    1) Модуляция одиночной ширины импульса (одиночная ШИМ)

    Для каждого полупериода в этой методике управления доступен единственный импульс.Опорный сигнал представляет собой сигнал прямоугольной формы, а сигнал несущей — сигнал треугольной формы. Отпирающий импульс для переключателей генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Частота выходного напряжения управляется по частоте опорного сигнала. Амплитуда опорного сигнала Аг и амплитуда сигнала несущей Ас, то индекс модуляции может быть определен как Ar / Ac. Главный недостаток этой техники — высокое содержание гармоник.

    2) Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)

    Недостаток метода широтно-импульсной модуляции решается за счет использования множественной ШИМ.В этом методе вместо одного импульса в каждом полупериоде выходного напряжения используется несколько импульсов. Ворот генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Выходная частота регулируется путем управления частотой несущего сигнала. Индекс модуляции используется для управления выходным напряжением.

    Количество импульсов за полупериод = fc / (2 * f0)

    Где fc = частота несущего сигнала

    f0 = частота выходного сигнала

    3) Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)

    Этот метод управления широко используется в промышленных приложениях.В обоих вышеупомянутых методах опорный сигнал представляет собой прямоугольный сигнал. Но в этом методе опорным сигналом является синусоидальный сигнал. Отпирающий импульс для переключателей генерируются путем сравнения опорного синусоидального сигнала волны с треугольной несущей волной. Ширина каждого импульса зависит от амплитуды синусоидальной волны. Частота выходного сигнала такой же, как частота опорного сигнала. Выходное напряжение представляет собой синусоидальную волну, а среднеквадратичное напряжение можно контролировать с помощью индекса модуляции.Формы сигналов показаны на рисунке ниже.

    4) Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

    Из-за характеристики синусоидальной волны, ширина импульса волны не может быть изменена с изменением индекса модуляции в методе SPWM. По этой причине введена техника MSPWN. В этом методе несущий сигнал применяется в течение первого и последнего 60-градусного интервала каждого полупериода. Таким образом улучшаются его гармонические характеристики.Основное преимущество этого метода — увеличенная основная составляющая, уменьшенное количество переключаемых силовых устройств и уменьшенные потери переключения. Форма волны показана на рисунке ниже.

    (В) По количеству уровней на выходе

    • Обычный двухуровневый инвертор
    • Многоуровневый инвертор

    1) Обычный двухуровневый преобразователь

    Эти инверторы имеют на выходе только уровни напряжения: положительное пиковое напряжение и отрицательное пиковое напряжение.Иногда наличие нулевого уровня напряжения также называют двухуровневым инвертором.

    2) Многоуровневые преобразователи

    Эти инверторы могут иметь несколько уровней напряжения на выходе. Многоуровневый инвертор разделен на четыре части.

    — Летающий конденсатор инвертора

    — Инвертор с диодным зажимом

    — Гибридный инвертор

    — Инвертор каскадного типа H

    Каждый инвертор имеет свою собственную конструкцию для работы, здесь мы кратко объяснили эти инверторы, чтобы получить общее представление о них.

    .

    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, равному 120 или 240 вольт в зависимости от страны.

    Инвертор может быть построен как автономное оборудование для таких приложений, как солнечная энергия, или для работы 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 импульсных источниках питания инвертирующих каскадов. Цепи классифицируются по технологии переключения и типу переключателя, форме волны, частоте и форме выходного сигнала.

    Базовое управление преобразователем

    Базовые схемы включают в себя генератор, схему управления, схему возбуждения силовых устройств, переключающие 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 формами выходных сигналов с тремя общими 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

    .

    Что такое инвертор мощности? (с изображениями)

    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 автомобильным или лодочным аккумулятором, или от возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи или ветряные турбины. Электропитание постоянного тока — это то, что аккумуляторы хранят, а мощность переменного тока — это то, что необходимо для работы большинства электрических приборов, 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.

    Инвертор питания с разъемом постоянного тока.

    Как работают инверторы

    Электропитание постоянного тока стабильно и непрерывно, электрический заряд 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 изменять направление, делая его чередующимся, как мощность переменного тока. Эти колебания являются грубыми и имеют тенденцию создавать прямоугольную форму волны, а не закругленную, поэтому для сглаживания волны требуются фильтры, позволяющие использовать ее в большем количестве электронных устройств.

    Инверторы большой мощности используются для преобразования энергии постоянного тока, вырабатываемой ветряными турбинами, в мощность переменного тока, которую можно использовать в домашних условиях.

    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, или 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.

    Силовой инвертор принимает постоянный ток от солнечных панелей и преобразует его в переменный ток.

    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.

    Силовые инверторы используются для управления электрооборудованием от энергии, вырабатываемой автомобильным аккумулятором. Инверторы

    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 помехи.

    Инвертор использует

    Преобразователи мощности

    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 можно жестко подключить к батарее, чтобы упростить 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, — это хорошая идея 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.Ни в коем случае нельзя заводить автомобиль в закрытом гараже, так как окись углерода в выхлопе смертельна.

    Преобразователи мощности

    следует использовать только с полностью заряженными батареями в хорошем состоянии. Слабая батарея будет легко разряжена, 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 инвертор мощности, который имеет достаточно высокую мощность для устройства, которое необходимо запустить.Если, например, к прикуривателю подключить мощную электропилу, 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.

    Практически каждый дом в мире получает питание от переменного тока..

    Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

    Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

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

    В самом конце 1800-х годов американские электрические
    пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать
    что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии
    мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его
    главный соперник Никола Тесла (1856–1943).Эдисон перепробовал все виды
    хитрые способы убедить людей, что кондиционер слишком опасен, от
    убить слона электрическим током, 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. Который
    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 ветряными микровентиляторами. 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
    у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения.
    аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического
    инвертор, преобразуя постоянный ток батареи в переменный ток с частотой
    50–60 герц.

    Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают.
    таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные
    Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверсирования тока
    направление. Подобные инверторы часто производят так называемый
    прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо
    наоборот, или 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 использоваться для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока от
    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.

    Инверторы

    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 маленькая — 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
    простой переключатель на выходной провод? Включение и выключение тока,
    очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при
    минимум половина работы.Чтобы обеспечить правильный переменный ток, вам понадобится переключатель, который
    позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60
    раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую
    контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

    По сути, 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
    над. 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 на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красный и синий) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она постоянно 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, различающееся таким образом, составляет технически ,
    переменный ток, это совсем не похоже на переменный ток
    доставляется в наши дома, что гораздо более плавно
    волнообразная синусоида). Вообще здоровенный
    бытовые приборы в наших домах, которые используют чистую энергию (например, электрические
    обогреватели, лампы накаливания,
    чайники или холодильники) не особо заботятся
    волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много
    это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на
    с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод
    они получаются от синусоиды.

    Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов:
    инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно до PSW) и
    модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). Как
    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, чем настоящие инверторы.

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

    Хотя многие инверторы работают как автономные устройства 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 бимодальные инверторы или двунаправленные преобразователи , 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
    дорогие.

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

    Что такое инверторы?

    Инверторы

    могут быть очень большими и здоровенными, особенно если они имеют встроенный
    аккумуляторные батареи, чтобы они могли работать автономно. Они также
    выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические
    плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото,
    типичные размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят
    Это немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше
    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 примерно на четверть выше максимальной мощности
    устройства, которым вы хотите управлять. Это учитывает тот факт, что
    некоторые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы)
    потребляют пиковую мощность при первом включении. Пока
    инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это
    Важно отметить, что они не предназначены для работы на пике
    мощность на длительные периоды.

    .

    0 0 vote
    Article Rating
    Подписаться
    Уведомление о
    guest
    0 Комментарий
    Inline Feedbacks
    View all comments