Инверторный это: Что лучше: инвертор или обычный кондиционер?

Что такое инвертор и какие они бывают

Ответ:

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

Встретить это слово можно в таких системах и словосочетаниях:

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

Все эти системы построены по схеме инверсии (преобразования). 

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

Инверторный кондиционер

Главное отличие в принципе работы компрессора, сердца кондиционера. 

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

 

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

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

Инверторные электростанции.

Принцип работы инверторной электростанции основан на преобразовании переменного тока в постоянный, после чего максимально стабилизируются колебания электрических волн, а затем постоянный ток через инверторную схему опять

преобразуется в переменный, с заданной частотой и напряжением.

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

Главные преимущества инверторной электростанции.

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

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

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

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

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

Инверторный ИБП

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

Химические источники напряжения, аккумуляторы

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

Видео что такое иверторный бесперебойник и как он работает

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

 Аккумуляторы могут хранить запас

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

 

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

 В онлайн системах переключение отсутствует-Подробнее можно прочитать здесь.

Главные преимущества электрических инверторов:

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

Основные области применения инверторов: 

1) ИБП для котлов (ИБП для газовых котлов)

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

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

Пример применения в частном доме:

Рассмотрим модель ECOVOLT PRO 1012. 

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

 Приблизительный расчет мощности

нагрузки может быть такой: 

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

(значения мощности электроприборов могут отличаться от приведенных здесь, точные значения можно получить из паспорта оборудования).

Сварочный инвертор

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

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

 

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

 

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

Что характеризует инверторный сварочный аппарат

Работу задают:

• Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

Автомобильный инвертор.

Предназначен для получения переменного напряжения 220 вольт из постоянного напряжения 12 вольт, или от 24 вольт на большегрузных автомобилях.

Не углубляясь в схемотехнику работы преобразователей напряжения, их можно подразделить на еще два типа. 

Это автомобильный инвертор 12-220v с модифицированным синусом (это более дешевые варианты), но принципе вполне походящие для подключения любых бытовых приборов. Имеет минус при работе с электродвигателями, которые теряют небольшую часть мощности, которой можно пренебречь при сравнении  с ценой на автомобильным инвертор 12-220V имеющим чистый синус.

Автомобильный инвертор превращает ваш автомобиль в небольшую электростанцию дающую 220 вольт и дает большое преимущество при автопутешествиях, коротких и длительных загородных выездов.   

инверторный — это… Что такое инверторный?

инверторный — прил., кол во синонимов: 1 • инвертерный (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

инверторный вентилятор — — [Интент] Тематики вентилятор EN inverter fan …   Справочник технического переводчика

инверторный режим — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN inverter conditions …   Справочник технического переводчика

Инверторный кондиционер — Наружный блок …   Википедия

инверторный режим — invertavimo režimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. inverter conditions vok. Wechselrichterbetrieb, m rus. инверторный режим, m pranc. régime en onduleur, m …   Automatikos terminų žodynas

инверторный режим — apgrąžinė veika statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. inverter conditions vok. Wechselrichterbetrieb, m rus. инверторный режим, m pranc. régime d onduleur, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

выпрямительно-инверторный — выпрямительно инверторный …   Орфографический словарь-справочник

выпрямительно-инверторный преобразователь системы тягового электроснабжения железной дороги — Электротехническое устройство системы тягового электроснабжения железной дороги постоянного тока, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный ток и снабжения электрической энергией железнодорожного электроподвижного состава,… …   Справочник технического переводчика

инвертерный — инверторный Словарь русских синонимов. инвертерный прил., кол во синонимов: 1 • инверторный (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин …   Словарь синонимов

реверсивный преобразователь — выпрямительно инверторный преобразователь — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы выпрямительно… …   Справочник технического переводчика

Гашение магнитного поля —         процесс быстрого размагничивания, сведения до нуля магнитного поля возбуждения в электрических машинах. Необходимость Г. м. п. часто встречается в условиях нормальной эксплуатации, однако этот процесс имеет особое значение при аварийных… …   Большая советская энциклопедия

Инверторный компрессор в холодильнике: плюсы и минусы

Компрессор – очень важная составляющая холодильника. Есть несколько видов этих устройств и все они отличаются техническими характеристиками. Инверторный компрессор был разработан относительно недавно и многие не знают о принципе его работы и преимуществах. В этой статье мы расскажем о принципе работы и что такое инверторный компрессор в холодильнике.

Принцип работы инверторного компрессора

При работе линейного компрессора производится максимальный запуск устройства. При достижении заданной температуры охлаждения срабатывает автоматическое отключение. Реле контролирует процесс отключения и возобновления работы холодильника. В момент включения и выключения срабатывает щелчок. Характерное гудение свидетельствует о работе двигателя.

При постоянной работе холодильника на полную мощность и частом отключении, устройство сильно разогревается и через определённое время выходит из строя, после чего требуется замена охлаждающего прибора. Ещё один минус: большой расход электричества из-за повышенной электросетевой нагрузки.

При создании инверторного двигателя учли все перечисленные недостатки. В целом прибор работает по тому же принципу, за исключением нескольких отличий. Когда инверторный холодильник охлаждается до необходимой температуры, работа не прекращается, а происходит постепенное снижение оборотов и уменьшение скорости хладагента. Таким образом, поддерживается определённый уровень температуры.

При открытии дверцы холодильника, увеличивается число оборотов вала по сигналу датчика о повышении температуры и несоответствии с требуемой. В отличие от линейного, новый генератор работает более плавно, используя минимальную мощность.

Если объяснять инверторное функционирование с технической позиции, происходит преобразование переменного тока в постоянный, после чего следует обратный процесс, но при этом задаётся необходимая частота. Трехфазный компрессорный двигатель с бесщеточной системой, применяемый в холодильнике, используется в производстве автомобильных механизмов, компьютерной, медицинской техники и др.

Смотрите также – Какой двухкамерный холодильник самый лучший – рейтинг 2017 года

Плюсы и минусы в работе инверторной холодильной системы

Главным плюсом компрессора этого вида является небольшой расход электроэнергии и длительная эксплуатация. Плавная быстрая регулировка температуры и бесшумная работа – преимущества бытовой техники с таким видом двигателя.

При покупке холодильника с инверторным двигателем гарантия выдаётся на срок около 10 лет. Это подтверждает надёжность устройства и уверенность компании-производителя в качестве своего товара.

Однако холодильник с линейным компрессором стоит дешевле, чем с инверторной охладительной системой, поэтому он продолжает пользоваться спросом. Наряду с высокой ценой, у инверторного прибора имеется ещё один минус. Перепады напряжения сети могут привести к сбою в работе холодильника, так как данный вид компрессора более сложно устроен, чем обычный двигатель. Проводка в помещении должна быть надёжной. В ином случае требуется установка стабилизационных приборов.

Независимо от наличия недостатков, такое устройство приобретает популярность среди покупателей. Постепенно рынок наполняется новыми, более усовершенствованными моделями. Современное производство не ограничивается холодильниками – инверторный компрессор уже является составной деталью кондиционеров, стиральных машин и прочих бытовых приборов.

Смотрите также – Морозильная камера работает нормально, а холодильник не морозит

В чем отличия инверторных генераторов от классических электростанций?

Что представляют собой инверторные (цифровые) генераторы? Даже если вы только интересуетесь портативными станциями, то наверняка сталкивались с ними, если часто путешествуете или предпочитаете отдыхать на природе.

Компактные устройства в виде чемоданчиков обязательный атрибут рыбаков, охотников и туристов. Их востребованность объясняется нуждой в экономном источнике электроэнергии, который достаточно легок и компактен, чтобы перевозить в автомобиле.

Цена на такой агрегат может превосходить стоимость более мощного классического бензинового генератора. Почему так происходит? Чем отличаются инверторные генераторы от обычных? Давайте разберем по порядку.

---

Принцип работы и качество тока

Перед тем, как перейти к рассмотрению особенностей работы инверторного устройства, стоит упомянуть его главное преимущество – идеальное качество тока. Как же оно достигается?

За преобразование механической энергии (образуется после сгорания топлива) в электроэнергию и соответственно ее качество в электростанциях отвечает альтернатор. В генераторах используется один из двух видов альтернаторов:

• Классический
• Инверторный

Качество тока в классическом альтернаторе зависит от многих факторов, начиная от вида нагрузки и заканчивая особенностями топлива. При этом двигатель работает на максимуме и даже в холостом режиме топливо продолжает расходоваться, а функциональные части подвергаться износу.

Что же касается инверторного альтернатора, то здесь переменный ток проходит некоторые преобразования – сначала в постоянный ток, затем пропускает его через фильтрующий конденсатор и только после инвертируется обратно (отсюда и «инверторный»). В чем польза такой сложной схемы преобразования? Она позволяет электрическому сигналу обрести высокую точность частоты и напряжения.

Использование качественного тока делает безопасным подключение любой чувствительной электроники. Этим и обусловлен выбор инверторного генератора для дома и дальних поездок.

Экономия топлива

В отличие от классического генератора в инверторной станции обороты двигателя пропорциональны нагрузке. Это означает, что при уменьшении нагрузки снизится и расход топлива.

Ярким примером может стать бензогенератор FUBAG. При маломощной нагрузке расход топлива снижается до 40%.

---

Компактность

На малых габаритах устройства мы уже акцентировали внимание. Инверторные генераторы действительно намного компактнее и легче традиционных аналогов.

Проводя сравнения электростанций FUBAG, можно привести следующий пример: классическая модель BS на 2 квт весит целых 40 кг, а инверторное устройство той же мощности всего 22 кг, что практически в 2 раза меньше.

Как вывод – инверторный аппарат легко переносить даже в одной руке, что делает его крайне удобным для походов и активного отдыха.

---

Низкий уровень шума

Чтобы снизить уровень шума рабочего генератора до минимума производители оснащают его специальным защитным кожухом. Конструктивная особенность позволит добиться того, чтобы значение шума не превышало 66 дБ.

---

Дополнительные функции

В современных станциях должно быть три обязательных функции:

• Экономичный режим. При отключении оборудования автоматически снижает обороты двигателя. Как только устройства будут снова подключены, генератор самостоятельно возвращает нужное значение оборотов.
• Датчик уровня масла. Автоматически отключает бензогенератор при достижении критических значений уровня масла.
• Внутренняя защита. Предотвращает поломку бензиновой станции, отключая ее в случае короткого замыкания или превышения допустимой нагрузки.

Помимо перечисленных, инверторные станции FUBAG оснащаются цифровым дисплеем. С помощью него легко контролировать основные параметры работы – выходное напряжение, частоту переменного тока, отработанные моточасы и значение оборотов (частоту вращения двигателя).

Также в модельном ряде TI используется необычная крышка топливного бака. Она имеет клапан, который предотвращает выливание топлива.

---

Что выбрать классический или инверторный генератор?

После изученного материала вы наверняка поняли, чем отличаются различные виды бензиновых генераторов и возможно даже определились с выбором. Тем не менее, подведем некоторые итоги.

Планируете подключать чувствительную электронику без стабилизатора? Вам важна высокая точность частоты и напряжения? Вес, мобильность и низкий уровень шума – принципиальны? Есть требования к экономичности? – Есть смысл задуматься в сторону выбора инверторного генератора для путешествий и не только – он отвечает всем вышеперечисленным требованиям.

Единственное ограничение — цифровые генераторы по мощности обычно не более 3 кВт. Поэтому, подключить к ним мощное оборудование или сразу несколько прожорливых потребителей, увы, не получится.

Однако бывают и исключения, в модельном ряду FUBAG есть модель на 6,5 Квт, оснащенная розеткой для мощных потребителей, электростартером и даже коннектором для подключения блока автоматики.

Получите 10 самых читаемых статей + подарок!   

*

Подписаться

Инверторный генератор. Что это?

Основное назначение инверторного генератора – получение переменного тока с правильной синусоидальной характеристикой, как без нагрузки, так и под нагрузкой, без электрических помех и скачков напряжения. Поскольку устройство такого генератора сложнее обычного, а также, поскольку его используют в качестве готового источника стабильного и качественного электропитания для различной высокоточной электронной техники, не требующего применения дополнительных фильтров и стабилизаторов напряжения, его часто называют инверторной электростанцией. Инверторные электростанции незаменимы как источник резервного питания для электронного оборудования, однако способны питать и любые другие устройства, имея при этом ограничение по максимальной мощности нагрузки до 7 кВА.

В зависимости от применяемого топлива существуют бензиновые, дизельные, газовые и мультитопливные инверторные генераторы.  Обычно они оснащаются регулятором оборотов двигателя в зависимости от нагрузки с возможностью переключения в экономичный режим при малой нагрузке, снижающим расход топлива и масла, а также уровень шума. Инверторные бензогенераторы часто используются в качестве портативных и переносных электростанций со специфическим исполнением корпуса в виде чемоданчика. Такие решения незаменимы для получения качественного переменного тока вдали от электросетей, однако многие переносные бензогенераторы имеют и 12-вольтовый выход постоянного тока.

Два основных конструктивных элемента инверторного генератора – силовой агрегат и инвертор. Силовой агрегат, представляет собой электрогенератор, состоящий из двигателя и генератора. В отличие от обычного генератора, формирующего выходное напряжение 220 В 50 Гц, здесь формируется 300 В, что создает необходимый запас для получения окончательных, стабильных 220 В, позволяющий компенсировать падения напряжения при уменьшении скорости вращения коленвала двигателя. 

Блок инвертора включает в себя диодный выпрямитель с системой сглаживающих пульсации конденсаторных фильтров, на выходе которого обеспечивается постоянное напряжение со стабильной характеристикой. Обратное преобразование (инверсия) постоянного напряжения в переменное осуществляется мостовым полупроводниковым инвертором напряжения с регулятором широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Управление широтно-импульсной модуляцией осуществляется микропроцессорным блоком, что обеспечивает получение выходного напряжения с заданной правильной синусоидальной характеристикой. Отдельные электронные схемы, такие как блок электронного зажигания, осуществляют обратную связь с силовым агрегатом.

Именно такая конструкция обеспечивает все указанные выше преимущества и возможности инверторных генераторов, повышая, однако, их стоимость по сравнению с обычными генераторами. Применение инверторных генераторов обуславливается их особенностями:

• Предельная мощность 7 кВА
• Исключительно правильная синусоидальная характеристика выходного напряжения позволяет использовать эти генераторы для питания точной электронной техники
• Экономичность потребления ГСМ и минимальный уровень шума благодаря регулировке скорости вращения коленвала двигателя
• Применение электронного зажигания в бензиновых инверторных электростанциях позволяет быстро запускать двигатель в т.ч. в режиме автоматического запуска для обеспечения бесперебойного питания
• Выпускаются компактные инверторные бензогенераторы. Некоторые модели имеют корпус в виде чемоданчика, обеспечивающий удобство переноски и защиту от агрессивных воздействий внешней среды
• Выпускаются однофазные и трехфазные инверторные генераторы, что позволяет выбрать подходящую модель для электропитания жилого дома.

 

Что такое инверторный компрессор в холодильнике

Автор Ангелина На чтение 3 мин. Просмотров 5.4k. Опубликовано 02.02.2019

О том, что компрессор является важнейшей деталью в холодильнике, знают многие. Но вот различать их виды способен не каждый. Поговорим об инверторном компрессоре. Что это такое, и в чем его преимущества?

Принцип работы

Обычный линейный компрессор запускается на максимум, работает, и самостоятельно выключается в тот момент, когда температура в холодильной камере достигает заданного значения. Процесс включения-отключения регулируется с помощью реле. Если вы прислушаетесь, то обязательно услышите характерный щелчок в момент запуска и в момент отключения. Когда холодильник гудит, вы понимаете, что его двигатель работает.

Постоянное включение на полную мощность и выключение приводит к сильному разогреву компрессора в холодильнике, со временем он может выйти из строя, и тогда вам придется покупать новый охлаждающий прибор. К тому же при запуске повышается нагрузка на электросеть, что приводит к повышенному расходу электроэнергии. Все это стало причиной изобретения инверторной модели. Принцип ее работы следующий.

• Вначале инверторный компрессор включается (без этого никак).
• В процессе его работы камера внутри охлаждается.
• Работа инвертора обеспечивает поддержание в камере заданной температуры.
• Компрессор сбавляет обороты, но полностью не отключается.

Работа осуществляется плавно, размеренно. Иногда ее сравнивают с работой двигателя автомобиля, проезжающего по идеальной трассе. В противоположность этому линейный компрессор сравнивают с автомобилем, двигающимся по ухабам, крутым подъемам и резким спускам.

Если говорить более техническим языком, то инверторный двигатель преобразует переменный ток в постоянный, а затем опять в переменный, только уже необходимой для него частоты. Применяется бесщеточный трехфазный двигатель. Такие двигатели также используют для производства измерительной, медицинской аппаратуры, компьютерной, автомобильной техники и т. д.

Достоинства и недостатки инверторного компрессора

Преимущество инверторного двигателя в том, что он позволяет сэкономить электроэнергию и продлить срок службы электроприбора. Вы можете плавно и быстро регулировать температуру, при этом холодильник работает значительно тише, что очень важно для маленьких квартир.

О том, что холодильник может дольше прослужить, красноречиво говорит увеличенный срок гарантии. Многие компании продлевают гарантийное время до 10 лет, поскольку уверены в надежности новых моделей.

Традиционный холодильник с линейным компрессором пока еще продолжает пользоваться популярность, поскольку стоимость его ниже. Помимо цены холодильник с инверторным двигателем имеет еще один недостаток. Его устройство более сложное и он чувствителен к перепадам напряжения в сети. Перед покупкой и установкой прибора следует убедиться в надежности проводки в вашем доме, и при необходимости поставить стабилизационные устройства.

Несмотря на все это на рынке появляются новые, более усовершенствованные модели, перетягивающие покупателей на свою сторону. К тому же выпускаются инверторные кондиционеры и стиральные машины. Это приводит к качественным изменениям бытовой техники, а также сводит на нет возможность отремонтировать ее своими руками в случае сложной поломки.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

что эты такое, как работает, как устроен

В последние годы появляется много новых технологий. Одно из последних веяний – инверторный двигатель, который стали ставить в крупной бытовой технике. Обещают при этом достаточно, но всё ли правда. 

Содержание статьи

Что такое инверторный двигатель

Значительная часть техники имеет в своём составе электродвигатели и очень желательно чтобы двигатели имели разную скорость вращения. Этим они обеспечивают разные режимы работы и чем больше различных скоростей, тем лучше. Вообще, скорость двигателя изменять можно двумя способами – изменяя частоту или напряжение. Ранее, до появления инверторных двигателей, её меняли при помощи реостата, то есть изменяли напряжение. Пределы изменений были небольшие и плавной регулировки почти не получалось. Плавно регулировать скорость позволяли только коллекторные двигатели. Но они на больших оборотах имеют малый момент, что ограничивает их применение. К тому же имеют коллектор, так что не слишком долговечны и надёжны.

Основное отличие – возможность регулировать скорость в больших пределах

Пару десятилетий тому назад, с развитием полупроводниковых приборов, активно стали применять частотные преобразователи. Эти устройства позволяют изменять частоту и напряжение в широких пределах, это от 1 Гц до 500 Гц. То есть, инверторный двигатель получает питание не напрямую от сети, а со встроенного в него преобразователя. В зависимости от текущего режима работы он формирует напряжение требуемой частоты и/или уровня. То есть, инверторный двигатель — это, как минимум, два устройства в одном корпусе: частотный преобразователь и сам двигатель.

Инверторными могут быть два типа двигателей: асинхронные и коллекторные постоянного тока. Использование этой технологии позволяет получить широкий диапазон скоростей и возможность точного поддержания скорости. Также, инверторный блок может повышать/понижать напряжение, что позволяет получить требуемый крутящий момент. Всё это, безусловно, в определённых пределах, но общие характеристики инверторных электродвигателей становятся значительно лучше. Правда и цена на них тоже значительно выше, как и сложность управления.

Основные моменты работы преобразователя

Инверторный преобразователь меняет напряжение в несколько этапов:

• Выпрямляет сетевое напряжение, получая постоянное (обычно стоит диодный полумост или мост).
• Из постоянного напряжения формирует двухполюсные импульсы (положительные и отрицательные). Это блок называют инвертором, что и дало название самому принципу, блоку и мотору со встроенным преобразованием.

Вот на этом этапе и формируется требуемая частота и напряжение питания, которое затем и подаётся на двигатель. У некоторых инверторов есть ещё одна ступень преобразования, на которой ступенчатые импульсы превращаются в синусоиду. Так как форма напряжения на работу мотора влияния почти не оказывает, этот блок в инверторных двигателях отсутствует.

Блок схема частотного преобразователя и способ его подключения к двигателю

В «умной» технике, работой которой управляет микропроцессор, он задает параметры напряжения, регулируя скорость вращения в зависимости от программы или от состояния техники. Сам принцип работы двигателя от наличия инвертора не зависит, но этот дополнительный блок дает возможность управлять работой электромотора в широких пределах.

Особенности применения

Частотный преобразователь включают, в основном, с асинхронными двигателями. Они недороги, надёжны, экономичны. Модели с короткозамкнутым ротором бесколлекторные, что делает их ещё более привлекательными. Имеют асинхронные двигатели два недостатка, которые как раз, инвертором и устраняются. Первый существенный недостаток – высокий пусковой ток. Он может быть в 3-7 раз больше номинального. Кроме того, резкий старт с подачей питания 220/380 В ведёт к перегрузке, а значит и к быстрому износу мотора. Установив частотный преобразователь, при пуске переводим переключатель на минимум и постепенно доводим обороты до нужного значения. Пусковой ток при этом минимальный, а разгон плавный. Ни пусковые токи, ни перегрузки не страшны.

Платой за точное регулирование скорости является более сложное управление

Второй отрицательный момент – регулировать скорость вращения ротора в асинхронных двигателях получается слабо, но это без инвертора. Инверторный асинхронный двигатель позволяет изменять скорость от десятков оборотов в минуту, до тысяч. И всё это плавно, без перегрузок.

Но инверторный двигатель значительно дороже «обычного» с точно такими же характеристиками. Дело в дополнительном оборудовании, причём совсем недешёвом, но использование этой технологии имеет свои плюсы.

В кондиционерах

Как работает обычный кондиционер? Компрессор в нём то включается, то выключается. Температура стала на градус выше заданной, компрессор включился, работает пока она не станет на один градус ниже заданного предела. Включается снова, когда температура снова окажется ниже предела. И каждое включение/включение – это стартовый ток, перегрузки.

Как работает кондиционер с инверторным мотором и обычным

Если в кондиционере стоит инверторный преобразователь, он просто задаёт скорость работы компрессора так, чтобы температура сохранялась. Это снижает расход электричества (нет пусковых многократно возросших токов), оборудование работает в щадящем режиме без перегрузок, что продлевает срок эксплуатации.

В стиральных машинах

Используют инверторные моторы и в стиральных машинах. В стиральных машинах «обычного» класса ставят коллекторные электродвигатели. Они могут разгоняться до высоких скоростей (до 10000 об/ми), имеют хороший крутящий момент на больших скоростях. Их минус – повышенный уровень шумов, так как, кроме ремённой передачи шумят еще и сами щётки. Как их не притирай, коллекторный узел всё равно шумит. И чем больше скорость вращения, тем выше уровень шумов. И он имеет высокую тональность, так что с ним достаточно сложно мириться.

Инверторный двигатель имеет небольшой размер и солидную мощность, но так ли важно это в корпусной технике

Последние годы появились стиральные машины с очень низким уровнем шума. В них установлены асинхронные двигатели с инверторным блоком. Раньше асинхронники не использовались, так как максимально могут развивать скорость до 3000 оборотов, что для нормального отжима недостаточно. Этот недостаток удалось обойти используя инвертор на входе. Он позволяет увеличить скорость электродвигателя до солидных величин. В двигателях нового поколения используется особый ротор – цельнолитой, это позволило уменьшить размеры двигателя. А так как в этих моторах нет коллектора и щёток, то и шумят они при работе совсем незначительно. Частотная регуляция скорости вращения позволяет точно контролировать число оборотов.

Если вы готовы платить за тихую работу — пожалуйста

Но платой за всё это является более сложное управление. Для управления инверторным электродвигателем в стиральной машине стоит отдельная плата. И ее стоимость равна 1/3 или 1/4 стоимости всей машины. Вот в этом случае стоит хорошо подумать, стоит ли покупать стиральную машину с инверсионным двигателем или нет. Слишком дорогой ремонт, да и стоимость самого агрегата значительно выше. А то, что на двигатель дают 10 лет гарантии так это не на плату, а на сам мотор. А в плюсах только более тихая работа.

Холодильники и морозильные камеры с инверторными компрессорами

В холодильниках используется такой же способ поддержания температуры, как и в кондиционерах. В камере холодильника расположен термодатчик, который через контакты включает и выключает компрессор. Точность поддержания температуры зависит от типа термодатчика, но обычно составляет несколько градусов, от трех до пяти. При такой работе приличествуют все «прелести»: многократные пусковые токи при включении, скачки напряжения сети, спровоцированные включением/выключением компрессора, шум.

В холодильниках и морозилках применение инверторных двигателей оправдано

Холодильник с инверторным двигателем работает тише, так как нет резкого пуска. Компрессор начинает работать с малых оборотов и постепенно выходит на нормальную скорость. Частота его работы зависит от температуры в камерах, но двигатель останавливается очень редко. Он, то работает на минимальных оборотах и тогда его почти неслышно даже вблизи, то чуть добавляет скорости, и его можно услышать. Этот режим работы более благоприятен для двигателя, он работает без пусковых перегрузок. И как ни странно, потребляют такие моторы меньше электроэнергии, снова-таки за счёт отсутствия пусковых токов. Ведь «обычный» компрессор включается каждые пять-десять минут. Превышение нормативного расхода – 4-8 раз. Вот за счёт этого и достигается экономия. Так что инверторный электродвигатель в холодильнике тоже оправдан, ну и плюсом, идет более тихая работа.

Недостатки инверторных моторов

Основной недостаток инверторных двигателей – их цена. Да, но она оправдана, так как в движке имеются, по сути два устройства, частотный преобразователь (который сам стоит немало) и двигатель. Но технология эта несёт определенные выгоды: снижение расхода электроэнергии за счёт минимизации пусковых токов, более широкий диапазон регулировок скорости, увеличение срока эксплуатации (за счёт отсутствия пусковых перегрузок). Это всё понятно, но есть и минусы и ограничения, о которых не так часто говорят.

Инверторная технология хороша для стабилизации напряжения, попутно она ещё решает другие задачи

• Не все моторы нормально реагируют на работу с низкими оборотами. Если такой режим будет длительным, лучше искать специальные модели под низкие обороты.
• Каждый двигатель имеет максимальную скорость, которую лучше не превышать. Она указана на шильдике двигателя и выше скорость лучше не задавать.
• На максимальных оборотах обычно падает крутящий момент. То есть, с повышением оборотов надо снижать нагрузку.
• При выходе из строя инверторного двигателя ремонт обойдётся дороже, даже если «полетела» часть, с инвертором никак не связанная. Для определения неисправности необходим более квалифицированный специалист (должен же он решить, что инвертор в порядке), а стоимость услуг его выше.

Как видим, инверторный двигатель неидеальное решение, но довольно неплохое. Основной плюс – широкий диапазон регулирования скорости двигателя, точное поддержание этой скорости. Для асинхронных двигателей применение инверторной технологии означает ещё и минимизация пусковых токов и перегрузок. В общем, инверторный двигатель хорош там, где двигатели часто включаются/отключаются. Это холодильники, кондиционеры, станки, транспортёры и другое оборудование, которое ранее работало на асинхронных двигателях.

Не во всей технике установка инвертора необходима

Ещё инверторные двигатели (или частотные преобразователи к обычному двигателю) стоит применять там, где от производительности/скорости зависит эффективность работы. Например, подающие насосы, которые должны поддерживать определённое давление в сети и должны реагировать/плавно изменять скорость. Ещё инверторный двигатель может быть важен в подъёмной технике. Как пример, для откатных или подъёмных ворот. Возможность изменять скорость и развивать хорошее усилие на малых оборотах важно.

Как работает инвертор? | Колонна для продуктов Fuji Electric

Приводы переменного тока (низкое напряжение)

Как работает инвертор?

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

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

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

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

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

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

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

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

Компьютер автоматически регулирует ширину импульса. Некоторые из специализированных однокристальных компьютеров, управляющих двигателем, включают продукт с предустановленной функцией ШИМ.Это позволяет создавать псевдосинусоиды различной частоты и управлять скоростью вращения двигателя, просто задавая желаемые параметры.

Классификация вариантов использования инверторных устройств и цепей по напряжению и частоте

Инверторные схемы и устройства

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

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

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

В кухонных плитах IH или люминесцентных лампах нет встроенных двигателей, но изменение частоты с помощью схемы инвертора позволяет точно регулировать температуру и яркость.Например, плита IH использует высокую частоту в своей катушке, которая нагревает кастрюлю, используя схему инвертора. Люминесцентные лампы также используют переменный ток высокой частоты для увеличения скорости освещения, чтобы поддерживать яркость и подавлять мерцание с низким энергопотреблением. В это время схема инвертора изменяет только частоту, поэтому она называется «CVVF (постоянная переменная частота напряжения)».

И последнее, но не менее важное: схема инвертора работает и в компьютерных блоках питания.Это может показаться бессмысленным, потому что он используется для вывода постоянного переменного напряжения или частоты из постоянного переменного (или постоянного) напряжения или частоты. Однако его можно использовать в качестве стабильного источника питания, когда частота промышленного источника питания переменного тока колеблется или происходит сбой питания. Поскольку он поддерживает постоянное напряжение и постоянную частоту, он называется «CVCF (Constant Voltage Constant Frequency)».

Сопутствующие товары

Связанный столбец

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

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

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

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

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

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

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

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

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

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы 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 большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

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

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

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

Электронные инверторы

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

Инверторы

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

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, а как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при минимум половина работы.Для правильного включения переменного тока вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

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

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

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 электроэнергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоидальной волны.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). В качестве их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома.Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы. С другой стороны, модифицированные синусоидальные инверторы используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и 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), чем на прямоугольную волну (оранжевый), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономные блоки с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие (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 электричества, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы — так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют двухрежимные инверторы или двунаправленные преобразователи , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (хотя и не в обоих одновременно). С 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 тоже выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные — размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

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

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 августа 2020 г.

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

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

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

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

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

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

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

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

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы 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 большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

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

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

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

Электронные инверторы

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

Инверторы

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

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, а как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при минимум половина работы.Для правильного включения переменного тока вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

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

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

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 электроэнергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоидальной волны.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). В качестве их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома.Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы. С другой стороны, модифицированные синусоидальные инверторы используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и 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), чем на прямоугольную волну (оранжевый), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономные блоки с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие (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 электричества, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы — так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют двухрежимные инверторы или двунаправленные преобразователи , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (хотя и не в обоих одновременно). С 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 тоже выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные — размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

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

Как работают инверторы — инженерное мышление

Как работают инверторы. В этой статье мы рассмотрим, как работает инвертор для преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC). Инверторы используются в фотоэлектрических массивах для обеспечения питания переменного тока в домах и зданиях. Они также интегрированы в частотно-регулируемые приводы (VFD) для обеспечения точного управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в здании путем управления скоростью, крутящим моментом и направлением вращения асинхронных двигателей переменного тока, соединенных с вентиляторами, насосами и компрессорами. Прокрутите вниз, чтобы просмотреть видеоурок

Отличным примером того, как инвертор был интегрирован в систему охлаждения, чтобы обеспечить точное управление, а также разблокировать экономию энергии, является компрессорно-конденсаторный агрегат Danfoss Optyma ™ Plus INVERTER. Инвертор Optyma ™ Plus сочетает в себе ведущий на рынке опыт в проектировании компрессорно-конденсаторных агрегатов с уникальными преимуществами бесступенчатой ​​инверторной спиральной технологии. Результат — повышение энергоэффективности на 25% в адаптивном пакете для средне- и высокотемпературных холодильных систем в диапазоне от 2 кВт до 9 кВт с R407A, R407F и R404A.Узнайте больше об ИНВЕРТОРЕ Optyma ™ Plus

Узнайте больше об инверторах здесь — нажмите здесь

Что такое инвертор?

Начнем с основ. Вы, наверное, знаете, что существует два разных типа электроэнергии: постоянный ток (DC), который подается от батарей, солнечных батарей и т. Д. Этот тип энергии в основном используется небольшими цифровыми товарами с печатными платами и т. Д.
Другой тип питания — это переменный ток (AC), он подается от сетевых розеток в ваших домах и обычно используется для питания более крупных приборов.У обоих типов власти есть свои применения и ограничения, поэтому нам часто нужно преобразовывать их, чтобы максимально использовать их.

Инвертор преобразует постоянный ток в переменный

Инвертор — это устройство, которое используется для преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC).

Осциллограф постоянного тока

Если вы использовали осциллограф для просмотра сигналов этих двух типов мощности, вы увидите, что постоянный ток находится на максимальном напряжении и продолжается по прямой линии. Это потому, что ток течет только в одном направлении, поэтому его называют постоянным током.Это немного похоже на реку или канал, он всегда на вершине и течет в одном направлении.

Образец осциллографа переменного тока

Если вы использовали осциллограф для просмотра переменного тока, вы увидите волнообразный рисунок, в котором напряжение чередуется между двумя пиковыми напряжениями в положительной и отрицательной половине цикла. Это потому, что ток движется вперед и назад. Это немного похоже на прилив в океане, где он достигает своего максимального прилива и максимального отлива, а течение воды меняет направление между ними на пики.

Итак, инвертор просто преобразует постоянный ток в переменный, и это очень полезное изобретение. Вы также можете преобразовать переменный ток в постоянный с помощью выпрямителя, который обычно встречается в некоторых устройствах. Если вы хотите узнать больше об электричестве, посмотрите наше предыдущее видео о том, как работает электричество.

Где используются инверторы?

Инверторные приложения

Обычное и довольно простое применение инверторов — это фотоэлектрические батареи, поскольку они генерируют мощность постоянного тока, но бытовые приборы в вашем доме будут использовать мощность переменного тока, поэтому ее необходимо преобразовать для использования.Вы также можете купить портативные инверторы для своего автомобиля, которые позволяют использовать автомобильный аккумулятор для питания небольшой бытовой техники.

Чуть более сложный способ их использования — интеграция в частотно-регулируемые приводы (VFD), также известные как приводы с регулируемой скоростью (VSD), для управления скоростью, крутящим моментом и направлением двигателей переменного тока для достижения очень точного управления, что также позволяет экономить энергию. Вы найдете их на вентиляторах, насосах, компрессорах и практически на любом вращающемся оборудовании. Они используются во всех отраслях промышленности и широко используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для промышленных и коммерческих объектов.
В этом приложении инвертор соединен с выпрямителем, и входящая мощность переменного тока преобразуется в постоянный ток, а затем обратно в переменный, но контроллеры изменяют частоту синусоидальной волны.

Манипулируя этим, можно точно контролировать поведение двигателей, и, таким образом, при подключении к вентилятору, насосу или компрессору это также можно точно контролировать.
Частично так работает инверторно-конденсаторный агрегат Danfoss Optyma plus, у него очень умный контур управления, который измеряет охлаждающую нагрузку, а затем изменяет скорость двигателя, который изменяет скорость спирального компрессора и который увеличивает или уменьшает холодопроизводительность, соответствующая нагрузке и обеспечивающая точный контроль температуры, а также экономию энергии.

Как работают инверторы

Схема простого инвертора

Рассмотрим упрощенную схему, в которой источник постоянного тока используется для питания нагрузки переменного тока. Для преобразования постоянного тока в переменный есть 4 переключателя. Переключатели спарены вместе, так что переключатели 2 и 3 размыкаются, когда замыкаются 1 и 4, и наоборот. Это заставит ток через нагрузку в переменном направлении, поэтому нагрузка будет испытывать переменный ток, даже если он исходит от источника постоянного тока.

Если переключатели 2 и 3 замкнуты, а переключатели 1 и 4 разомкнуты, это вызовет протекание тока через правую сторону лампы.
Если переключатели 1 и 4 замкнуты, а 2 и 3 разомкнуты, это заставит ток течь через левую сторону лампы.

Простая анимация переключения инвертора

Итак, вы можете видеть, что есть источник постоянного тока, но лампа испытывает переменный ток.

Лампа не будет воспринимать это как синусоидальную волну, поскольку внезапное переключение приведет только к прямоугольной волне. Острые углы прямоугольной волны могут повредить электрооборудование, поэтому их необходимо сгладить.

Переключение также слишком быстрое для человека. Если учесть, что электричество, которое вы получаете в розетках вашего дома, будет подаваться с частотой 50 или 60 Гц, в зависимости от того, в какой точке мира вы находитесь. Это означает, что ток должен менять направление 50 или 60 раз в секунду.

Для достижения требуемой скорости переключения инженеры используют специальные электронные компоненты, такие как диоды, IGBT, MOSFET и т. Д.

Инвертор, использующий IGBT

Рассмотрим пример трехфазного питания двигателя.Вы можете видеть, что эта схема имеет источник постоянного тока и нагрузку переменного тока, а для преобразования постоянного тока в переменный существует связка IGBT, подключенных к контроллеру. Этот контроллер отправит сигнал каждому IGBT, сообщая ему, когда нужно открывать и закрывать. Эти IGBT соединены вместе.

Анимация переключения IGBT инвертора

Когда на схему подается питание, вы можете видеть, что контроллер переключает пары IGBT, чтобы позволить току проходить через них в течение заданного времени, так что двигатель будет испытывать переменный ток, в этом примере переменный ток. ток в 3 фазах.

Как используются инверторы для управления скоростью двигателя

Если мы внимательно посмотрим на IGBT, мы увидим, что они на самом деле открываются и закрываются пульсирующим образом несколько раз за цикл. Это известно как широтно-импульсная модуляция.

Что происходит, так это то, что цикл был разбит на несколько более мелких сегментов, и контроллер сообщает IGBT, на какой период времени нужно закрыться, во время каждого сегмента.

Путем размыкания и замыкания переключателей на различные промежутки времени в течение каждого сегмента каждого цикла, IGBT могут пропускать ток различной величины через цепь и в двигатель.

Результатом этого является то, что средняя мощность по каждому сегменту приведет к синусоидальной диаграмме. Чем больше сегментов разбивается на цикл, тем более гладкой будет синусоида и тем ближе она будет имитировать реальную синусоидальную волну переменного тока.
Двигатель будет видеть среднее значение и, следовательно, будет испытывать синусоидальный переменный ток.

Широтно-импульсная модуляция

Контроллер может изменять количество времени, в течение которого IGBT открыты, чтобы увеличивать или уменьшать частоту и длину волны для управления скоростью, крутящим моментом и направлением двигателей, а с помощью нескольких дополнительных контуров управления его можно использовать для точного соответствия требуемому загрузка, чтобы обеспечить точное управление системой и разблокировать экономию энергии.

Что такое инвертор мощности и зачем он мне?

Вы владелец автофургона, внедорожника, автомобиля, лодки или другого транспортного средства с достаточным свободным пространством, например Honda BR-V , , и хотите иметь возможность смотреть телевизор, готовить или заряжать ноутбук на борту? Если да, вам понадобится инвертор мощности. Но что они собой представляют и что они делают? Прочтите, чтобы узнать, зачем он вам нужен для работы ваших гаджетов в дороге. Интересно, что инверторы мощности теперь все чаще используются в домашних кондиционерах.Использование технологии расширяется.

Что такое инвертор мощности?

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

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

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

Работа инвертора мощности

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

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

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

Инверторы

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

Выбор размера

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

Рекомендуется, чтобы инвертор мощностью 3000 Вт был золотой серединой между размерами инвертора и лучшим выбором. Они не слишком малы, как 1000, или не слишком мощные и перегруженные, как 5000. Если вам нужно немного дополнительного повышения, доступны емкости на 3500 Вт.

Инвертор с модифицированной или чистой синусоидой?

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

Итак, в чем разница и какая вам понадобится?

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

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

Другие функции и советы

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

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Информация о Салмане Зафаре

Салман Зафар — генеральный директор BioEnergy Consult, а также международный консультант, советник и инструктор, обладающий опытом в области управления отходами, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов.Его географические области деятельности включают Азию, Африку и Ближний Восток. Салман успешно выполнил широкий спектр проектов в области биогазовой технологии, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, рециркуляции и управления отходами. Салман принимал участие в многочисленных национальных и международных конференциях по всему миру. Он — плодовитый экологический журналист, автор более 300 статей в известных журналах, журналах и на веб-сайтах. Кроме того, он активно участвует в распространении информации о возобновляемых источниках энергии, управлении отходами и экологической устойчивости через свои блоги и порталы.С Салманом можно связаться по электронной почте [email protected] или [email protected].

Солнечная интеграция: инверторы и основные сведения о сетевых услугах

Если у вас есть бытовая солнечная система, ваш инвертор, вероятно, выполняет несколько функций. Помимо преобразования солнечной энергии в переменный ток, он может контролировать систему и обеспечивать портал для связи с компьютерными сетями. Системы хранения на солнечных батареях и батареях полагаются на современные инверторы для работы без какой-либо поддержки со стороны сети в случае сбоев, если они предназначены для этого.

К сети на основе инвертора

Исторически электроэнергия вырабатывалась преимущественно путем сжигания топлива и создания пара, который затем вращает турбогенератор, который вырабатывает электричество. Движение этих генераторов производит переменный ток по мере вращения устройства, которое также устанавливает частоту или количество повторений синусоидальной волны. Частота сети является важным показателем для контроля состояния электросети. Например, при слишком большой нагрузке — слишком большом количестве устройств, потребляющих энергию, — энергия удаляется из сети быстрее, чем может быть доставлена.В результате турбины замедлятся и частота переменного тока уменьшится. Поскольку турбины представляют собой массивные вращающиеся объекты, они сопротивляются изменениям частоты так же, как все объекты сопротивляются изменениям в их движении, свойство, известное как инерция.

По мере того как в сеть добавляется больше солнечных систем, к сети подключается больше инверторов, чем когда-либо прежде. Генерация на основе инвертора может производить энергию на любой частоте и не обладает такими же инерционными свойствами, как генерация на основе пара, потому что здесь нет турбины.В результате переход на электрическую сеть с большим количеством инверторов требует создания более умных инверторов, которые могут реагировать на изменения частоты и другие сбои, возникающие во время работы сети, и помогать стабилизировать сеть от этих сбоев.

Сетевые услуги и инверторы

Сетевые операторы управляют спросом и предложением электроэнергии в электрической системе, предоставляя ряд сетевых услуг. Сетевые услуги — это действия, которые операторы сетей выполняют для поддержания баланса всей системы и лучшего управления передачей электроэнергии.

Когда сеть перестает вести себя должным образом, например, при отклонениях напряжения или частоты, интеллектуальные инверторы могут реагировать по-разному. В общем, стандарт для небольших инверторов, таких как те, которые подключены к бытовой солнечной системе, заключается в том, чтобы оставаться включенными во время небольших сбоев напряжения или частоты или «преодолевать» небольшие перебои в напряжении или частоте, а также если сбой длится длительное время или больше, чем обычно. , они отключатся от сети и отключатся. Частотная характеристика особенно важна, потому что падение частоты связано с неожиданным отключением генерации.В ответ на изменение частоты инверторы настроены на изменение выходной мощности для восстановления стандартной частоты. Ресурсы на основе инвертора также могут реагировать на сигналы оператора об изменении выходной мощности при колебаниях другого спроса и предложения в электрической системе; эта услуга сети известна как автоматическое управление генерацией. Для предоставления сетевых услуг инверторы должны иметь источники энергии, которыми они могут управлять. Это может быть либо генерация, например солнечная панель, которая в настоящее время вырабатывает электричество, либо накопление, например система батарей, которую можно использовать для выработки энергии, которая была ранее сохранена.

Другой сетевой сервис, который могут предоставить некоторые передовые инверторы, — это формирование сети. Инверторы, формирующие сетку, могут запускать сеть, если она выходит из строя — процесс, известный как «черный запуск». Традиционным инверторам, работающим по принципу «следования за сетью», требуется внешний сигнал от электрической сети, чтобы определить, когда произойдет переключение, чтобы произвести синусоидальную волну, которая может быть введена в электрическую сеть. В этих системах мощность от сети обеспечивает сигнал, который инвертор пытается согласовать. Более продвинутые инверторы, формирующие сетку, могут сами генерировать сигнал.Например, сеть небольших солнечных панелей может назначить один из своих инверторов для работы в режиме формирования сети, в то время как остальные следуют ее примеру, как партнеры по танцам, формируя стабильную сеть без какой-либо генерации на базе турбин.

Реактивная мощность — одна из важнейших составляющих сетевых услуг, которые инверторы могут предоставить. В сети напряжение — сила, толкающая электрический заряд — всегда переключается взад и вперед, как и ток — движение электрического заряда. Электрическая мощность максимальна, когда напряжение и ток синхронизированы.Однако могут быть случаи, когда напряжение и ток имеют задержки между их двумя чередующимися моделями, например, когда двигатель работает. Если они не синхронизированы, часть мощности, протекающей по цепи, не может быть поглощена подключенными устройствами, что приведет к потере эффективности. Для создания такого же количества «реальной» мощности потребуется больше общей мощности — мощности, которую могут поглотить нагрузки. Чтобы противодействовать этому, коммунальные предприятия поставляют реактивную мощность, которая обеспечивает синхронизацию напряжения и тока и упрощает потребление электроэнергии.Эта реактивная мощность не используется сама по себе, а делает полезными другую мощность. Современные инверторы могут обеспечивать и поглощать реактивную мощность, чтобы помочь сетям сбалансировать этот важный ресурс. Кроме того, поскольку реактивную мощность трудно передавать на большие расстояния, распределенные энергоресурсы, такие как солнечная энергия на крыше, являются особенно полезными источниками реактивной мощности.

Инвертор — обзор | Темы ScienceDirect

Система ГИС установки

На этой станции есть три нефтеналивных блока мощностью 660 МВт.Каждый блок имеет инверторную систему, включающую свинцово-кислотную батарею, распределительный щит GIS блока 415 В и распределительную сеть, как показано на Рис. 1.33. К этой системе подключены только единичные нагрузки. (Чтобы свести к минимуму разрядку аккумулятора, зарядное устройство обычно питается от основной системы / станции по более поздним схемам.)

РИС. 1.33. Littlebrook D электростанция — блок GIS

Каждая инверторная система имеет следующие основные компоненты:

•

Зарядное устройство.

•

Аккумулятор (рассчитан на 30-минутный режим ожидания).

•

Инвертор.

•

Статический переключатель.

•

Переключатель сервисного байпаса, как показано на Рис. 1.34.

РИС. 1.34. Электростанция Littlebrook D — блок GIS, показывающий переключатель байпаса для обслуживания

Питание зарядного устройства поступает от распределительного щита блока 415 В A. Байпасное питание инвертора поступает от распределительного щита блока 415 В B.При нормальных условиях эксплуатации поток мощности к нагрузкам, подключенным к распределительным щитам КРУЭ, следующий:

•

Щит блока 415 В A.

•

Зарядное устройство.

•

Инвертор.

•

Распределительный щит КРУЭ блока 415 В.

•

Понижающий трансформатор.

•

Переключающий контактор.

В случае отказа зарядного устройства нагрузка продолжает получать питание от аккумулятора.Если подача питания к зарядному устройству не восстанавливается в течение примерно получаса, система инвертора предназначена для переключения нагрузки на байпасное питание инвертора автоматически и без прерывания при обнаружении низкого напряжения батареи.

Нагрузка также автоматически переключается с инвертора на байпасное питание при любом из следующих условий, при условии, что инвертор синхронизирован по фазе и частоте с байпасным питанием:

•

Отказ инвертора или выходное напряжение снаружи установленные допуски.

•

Чрезмерная перегрузка инвертора или пусковой ток нагрузки.

•

Короткое замыкание на стороне нагрузки.

Перерыв в питании ожидается, когда переключение вызвано неисправностью на любом из исходящих фидеров. Система GIS спроектирована так, чтобы минимизировать разрыв (менее 10 мс), за исключением редких случаев, когда переключающие контакторы используются в центрах нагрузки.

В нормальных рабочих условиях инвертор синхронизируется по фазе и частоте с питанием байпаса, чтобы обеспечить бесперебойное переключение.

Местные распределительные устройства предусмотрены для каждой точки однофазного питания 110 В, каждый из которых состоит из двух однофазных основных и резервных трансформаторов, переключающих контакторов, переключателей и распределительного щита, как показано на Рис. 1.35. Они расположены вокруг станции, в блоке управления и т. Д. В подходящих положениях центра нагрузки.

РИС. 1.35. Распределительный щит GIS

Каждый распределительный щит GIS 110 В перем. Тока имеет автоматически подключаемое резервное питание, организованное через переключающие контакторы.

Блоки переключающих контакторов состоят из двух смежных цепей, расположенных так, чтобы обеспечить максимально возможное разделение между цепями, чтобы обеспечить безопасную работу в одной цепи, в то время как другая остается под напряжением. Контакторы способны срабатывать и герметизировать любое входное напряжение питания от 75% до 110% от номинального значения. Пределы напряжения применяются в диапазоне частот от 47 Гц до 51 Гц. Перебои в питании продолжительностью до 10 миллисекунд не должны вызывать отключение контакторов.

Два контактора блокируются для обеспечения либо «основного» питания, либо «резервного» питания, т.е. во избежание параллельной работы двух источников питания. Переход с «основного» источника питания на «резервный» инициируется и завершается автоматически для «основного» напряжения питания ниже 80% от заданного значения. С этой целью для каждого центра нагрузки предусмотрено реле минимального напряжения, а его рабочие характеристики таковы, что минимальное время срабатывания при нулевом напряжении составляет не менее 10 мс. Диапазон настройки напряжения регулируется семью равными шагами от 40% до 80% от номинального напряжения.

При полном отключении «основного» источника питания более чем на 10 миллисекунд происходит переключение на «резервный» источник питания, так что общее время отключения напряжения на стороне нагрузки не превышает 100 мс.

Перевод из «резервного» обратно в «основное» питание инициируется вручную после восстановления «основного» питания. Инициирование происходит с места расположения распределительного щита КРУЭ блока 415 В и выполняется поэтапно, чтобы избежать чрезмерной перегрузки инвертора, которая может возникнуть из-за пускового тока понижающих трансформаторов.Общее время отключения напряжения на стороне нагрузки не превышает 100 мс.

Резервное питание осуществляется от подстанционного распределительного щита на 415 В. Этот источник питания также используется для тех единичных нагрузок, которым требуются два входа переменного тока от разных источников, объединяющих их в составе оборудования в форме постоянного тока.

Переключатель секции шины 415 В предназначен для включения только в том случае, если ожидается продолжительное отключение входящего КРУЭ блока 415 В.

Система разработана для обеспечения приемлемой безопасности даже во время отключения инвертора для ремонта, т.е.е. обычно доступны два разных источника питания переменного тока. Компьютерная система не рассчитана на перерывы в 100 мс, но это не обязательно для работы устройства. Все остальные нагрузки либо спроектированы так, чтобы выдерживать перерыв в питании на 100 мс, либо имеют дублирующие входы переменного тока и блоки питания для достижения необходимого высокого уровня надежности.

Система КРУЭ предназначена для достижения цели по надежности — не более одного отключения основного энергоблока за 30 лет эксплуатации.

Только одна инверторная система предусмотрена в каждой блочной системе GIS, но в случае отказа инвертора происходит автоматическое переключение на другое питание переменного тока, т.е.е. обеспечивается резервное резервирование. Резервный источник питания не имеет батарейного питания.

Время простоя инвертора невелико, и не было сочтено необходимым предоставлять второй инвертор для покрытия связанных с этим небольшого времени простоя. Они основаны на пессимистичных цифрах, согласно которым среднее время ремонта составляет 48 часов.