توضیح دقیق اجزای اصلی و عملکرد اینورترها

اینورتر یک دستگاه الکترونیکی است که وظیفه اصلی آن تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) است. این فرآیند تبدیل به ویژه برای تولید برق AC از منابع برق DC مانند باتری‌ها، پنل‌های خورشیدی یا سلول‌های سوختی مهم است، تا بتوان دستگاه‌هایی را که برای استفاده با منابع برق شبکه استاندارد (معمولاً 220 ولت، 50 هرتز یا موارد مربوطه) طراحی شده‌اند، تغذیه کرد. ولتاژ و فرکانس شبکه سراسری) مانند لوازم خانگی، تجهیزات اداری، ماشین آلات صنعتی و غیره.

اجزای اصلی یک اینورتر شامل پل اینورتر، مدار منطقی کنترل و مدار فیلتر است. پل اینورتر از قطعات الکترونیکی قدرت مانند ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) برای انجام تبدیل واقعی DC به AC استفاده می کند. مدار منطقی کنترل تضمین می کند که ولتاژ و فرکانس برق AC خروجی پایدار است و می تواند در صورت نیاز ثابت یا تنظیم شود. مدار فیلتر برای صاف کردن شکل موج خروجی استفاده می شود و آن را به شکل موج سینوسی ایده آل نزدیک می کند و در نتیجه کیفیت توان را بهبود می بخشد.

انواع اینورتر

با توجه به فرکانس خروجی برق AC توسط اینورتر، می توان آن را به مبدل های فرکانس توان (50-60Hz)، اینورتر فرکانس متوسط ​​(معمولاً 400 هرتز به کیلوهرتز) و اینورتر فرکانس بالا (عموماً کیلوهرتز به مگاهرتز) تقسیم کرد. ).

با توجه به تعداد فازهای خروجی اینورتر می توان آن را به اینورتر تک فاز، اینورتر سه فاز و اینورتر چند فاز تقسیم کرد.

با توجه به جهت قدرت خروجی اینورتر، می توان آن را به اینورتر فعال و اینورتر غیرفعال تقسیم کرد. اینورتر که انرژی الکتریکی خروجی را توسط اینورتر به شبکه برق صنعتی منتقل می کند، اینورتر فعال نامیده می شود. اینورتر که انرژی الکتریکی خروجی را توسط اینورتر به یک بار الکتریکی معین منتقل می کند، اینورتر غیرفعال نامیده می شود.

با توجه به شکل مدار اصلی اینورتر، می توان آن را به اینورتر تک سر، اینورتر فشار کش، اینورتر نیم پل و اینورتر پل کامل تقسیم کرد.

با توجه به نوع سوئیچینگ اصلی اینورتر، می توان آن را به اینورتر تریستور، اینورتر ترانزیستوری، اینورتر اثر میدانی و اینورتر ترانزیستور دوقطبی گیت عایق (IGBT) تقسیم کرد. همچنین می توان آنها را به دو دسته اینورترهای "نیمه کنترل شده" و اینورترهای "کاملا کنترل شده" تقسیم کرد. اولی توانایی خاموش شدن خود را ندارد و پس از روشن شدن کامپوننت کنترل خود را از دست می دهد، از این رو به آن "نوع نیمه کنترلی" می گویند. تریستورها به این دسته تعلق دارند. هر دو روشن و خاموش را می توان توسط الکترود کنترل کنترل کرد، از این رو به آن "نوع کاملاً کنترل شده" می گویند. ترانزیستورهای اثر میدان قدرت و ترانزیستورهای دو دروازه ای عایق (IGBT) به این دسته تعلق دارند.

با توجه به حالت منبع تغذیه DC، می توان آن را به اینورتر منبع ولتاژ (VSI) و اینورتر منبع جریان (CSI) تقسیم کرد. اولی دارای ولتاژ DC تقریبا ثابت و ولتاژ خروجی موج مربع AC است. جریان DC دومی تقریباً ثابت است و جریان خروجی یک موج مربع متناوب است.

با توجه به شکل موج ولتاژ یا جریان خروجی اینورتر، می توان آن را به اینورترهای خروجی موج سینوسی و اینورترهای خروجی موج سینوسی تقسیم کرد.

با توجه به روش کنترل اینورتر، می توان آن را به اینورتر مدولاسیون فرکانس (PFM) و اینورتر مدولاسیون عرض پالس (PWM) تقسیم کرد.

با توجه به حالت کار مدار سوئیچ اینورتر، می توان آن را به اینورترهای رزونانس، اینورترهای سوئیچینگ فرکانس ثابت و اینورترهای سوئیچینگ نرم فرکانس ثابت تقسیم کرد.

با توجه به روش کموتاسیون اینورترها، آنها را می توان به اینورترهای کموتاسیون بار و اینورترهای کموتاسیون خود تقسیم کرد.

تفاوت بین اینورتر و ترانسفورماتور چیست؟

اینورترها تجهیزاتی هستند که معمولاً در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند و وظیفه آنها تغییر جریان به طریقی است. به منظور افزایش درک همه از اینورترها، این بخش تفاوت بین اینورتر و ترانسفورماتور را معرفی می کند و بررسی می کند که آیا ترانسفورماتورها را می توان به اینورتر تغییر داد یا خیر.

ترانسفورماتور وسیله ای است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تغییر ولتاژ متناوب استفاده می کند. اجزای اصلی شامل سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه و هسته آهنی (هسته مغناطیسی) است. این به طور گسترده ای در زمینه صنعتی استفاده می شود.

1. آیا می توان از ترانسفورماتورها به عنوان اینورتر استفاده کرد؟

آیا می توان از ترانسفورماتورها به عنوان اینورتر استفاده کرد؟ پاسخ منفی است. اینورترها و ترانسفورماتورها اساساً متفاوت هستند. دارای ورودی DC و خروجی AC. اصل کار آن مانند منبع تغذیه سوئیچینگ است، اما فرکانس نوسان در یک محدوده مشخص است. به عنوان مثال، اگر فرکانس 50 هرتز باشد، خروجی AC 50 هرتز است. بنابراین، اینورتر دستگاهی است که می تواند فرکانس خروجی خود را تغییر دهد. آیا می توان از ترانسفورماتورها به عنوان اینورتر استفاده کرد؟ خیر، ترانسفورماتورها عموماً به دستگاه هایی در محدوده فرکانس خاصی اطلاق می شوند. با ورودی جریان متناوب تغذیه می شود و سپس جریان متناوب را خروجی می کند، اما فقط مقدار ولتاژ خروجی را تغییر می دهد. به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای فرکانس قدرت از انواع رایج ترانسفورماتورها هستند. ورودی و خروجی هر دو منبع تغذیه AC هستند و فقط می توانند در محدوده 40-60HZ کار کنند.

2. تفاوت ترانسفورماتور و اینورتر چیست؟

اینورترها جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند، در حالی که ترانسفورماتورها وسایل الکتریکی هستند که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تبدیل انرژی الکتریکی استفاده می کنند. می تواند جریان متناوب یک ولتاژ و جریان را به جریان متناوب دیگری با همان فرکانس تبدیل کند.

به بیان ساده، اینورتر یک دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم ولتاژ پایین (12 یا 24 ولت) را به جریان متناوب 220 ولت تبدیل می کند. زیرا ما معمولاً برق 220 ولت متناوب را برای استفاده به برق DC تبدیل می کنیم، در حالی که اینورترها برعکس هستند، از این رو نام آن است. ما در عصر «سیار» هستیم، با دفتر سیار، ارتباطات سیار، اوقات فراغت سیار، و سرگرمی های سیار. در یک حالت متحرک، مردم نه تنها به برق DC ولتاژ پایین ارائه شده توسط باتری ها، بلکه به برق ضروری 220 ولت AC در محیط روزانه ما نیاز دارند و اینورترها می توانند نیازهای ما را برآورده کنند.

کاربرد اینورتر

1. تولید برق خورشیدی کاربر

الف. منبع تغذیه کوچک 10-100W برای زندگی نظامی و غیرنظامی در مناطق دورافتاده بدون برق مانند فلات‌ها، جزایر، مناطق مرتفع، و پاسگاه‌های مرزی مانند روشنایی، تلویزیون، ضبط صوت و غیره استفاده می‌شود.

ب. 3-5سیستم تولید برق متصل به شبکه خورشیدی روی پشت بام خانگی KW.

ج- پمپ آب فتوولتائیک: حل مشکل آب آشامیدنی چاه عمیق و آبیاری در مناطق بدون برق.

2. حمل و نقل

مانند چراغ‌های ناوبری، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی/راه‌آهن، چراغ‌های هشدار ترافیک/علامت، چراغ‌های خیابان، چراغ‌های انسدادی در ارتفاع بالا، باجه‌های تلفن بی‌سیم بزرگراه/راه‌آهن، منابع تغذیه جابجایی جاده‌های بدون سرنشین و غیره.

3. زمینه ارتباط/ارتباطات

ایستگاه رله مایکروویو بدون سرنشین خورشیدی، ایستگاه تعمیر و نگهداری کابل نوری، سیستم منبع تغذیه پخش/ارتباطات/پیجینگ؛ سیستم فتوولتائیک تلفن مخابرات روستایی، دستگاه ارتباطی کوچک، منبع تغذیه GPS سرباز و غیره

4. حوزه های نفتی، دریایی و هواشناسی

خطوط لوله نفت، سیستم های تولید انرژی خورشیدی حفاظت کاتدی برای دروازه های مخزن، منابع برق خانگی و اضطراری، سکوهای حفاری نفت، تجهیزات اکتشاف اقیانوس، تجهیزات مشاهده هواشناسی/هیدروولوژیکی و غیره.

5. منبع تغذیه روشنایی خانه

مانند چراغ های حیاط، چراغ های خیابان، چراغ های قابل حمل، چراغ های کمپینگ، چراغ های پیاده روی، چراغ های ماهیگیری، چراغ های بلک لایت، چراغ های برش لاستیکی، چراغ های کم مصرف و غیره.

6. نیروگاه فتوولتائیک

10KW{1}}مگاوات نیروگاه مستقل فتوولتائیک، نیروگاه مکمل خورشیدی بادی (دیزل)، ایستگاه‌های شارژ پارکینگ‌های بزرگ مختلف و غیره.

7. ساختمان های خورشیدی

ترکیب تولید انرژی خورشیدی با مصالح ساختمانی برای دستیابی به خودکفایی در برق برای ساختمان‌های بزرگ مقیاس آینده، یک جهت توسعه اصلی است.

خطاها و راه حل های رایج اینورترها

به عنوان یک دستگاه تبدیل انرژی، اینورترها ممکن است در حین استفاده با خطاهای مختلفی مواجه شوند. در زیر توضیح مفصلی از عیوب، علل و راه حل های رایجی که ذکر کردید آورده شده است:

1. امپدانس عایق کم

دلیل:محیط خارجی مرطوب است، که منجر به کاهش عایق اینورتر به زمین می شود. کانکتور DC ممکن است یک براکت اتصال کوتاه غوطه ور در آب داشته باشد و ممکن است نقاط سیاهی در لبه های اجزا وجود داشته باشد که می سوزند و باعث نشتی به شبکه زمین و غیره می شود.

راه حل:فن را برای رطوبت زدایی روشن کنید، مشکل غوطه ور شدن آب کانکتور DC را بررسی و رسیدگی کنید، بررسی کنید که آیا قطعات آسیب دیده اند و آنها را تعویض کنید.

2. ولتاژ باس پایین

دلیل:امپدانس شبکه برق بسیار زیاد است که منجر به هضم یا انتقال ناکارآمد تولید برق فتوولتائیک می شود. کابل های خروجی که خیلی بلند یا خیلی نازک هستند امپدانس را افزایش می دهند.

راه حل:مشخصات کابل خروجی را افزایش دهید (کابل ضخیم تر، امپدانس کمتر)، فاصله اینورتر و نقطه اتصال شبکه را تا حد امکان کوتاه کنید و طول کابل را کاهش دهید.

3. خطای جریان نشتی

دلیل:برد تشخیص اینورتر ممکن است نقص داشته باشد.

راه حل:برد تشخیص اینورتر را تعویض کنید.

4. حفاظت از اضافه ولتاژ DC

دلیل:خرابی IGBT و سایر قطعات، یا ناهنجاری های شبکه برق باعث می شود اینورتر نتواند ولتاژ خروجی را به موقع تنظیم کند.

راه حل:برد IGBT یا سایر اجزای کنترل مرتبط را بررسی و تعویض کنید.

5. عدم پاسخ به هنگام راه اندازی

دلیل:ممکن است در کابل DC از جعبه ترکیب کننده تا اینورتر خطای اتصال به زمین وجود داشته باشد.

راه حل:نقطه اتصال زمین کابل را پیدا کنید و آن را کنترل کنید و در صورت لزوم کابل را تعویض کنید.

6. خرابی شبکه برق

دلیل:کیفیت شبکه برق ناپایدار است یا مشکلات هماهنگ سازی بین اینورتر و شبکه برق وجود دارد.

راه حل:ثبات ولتاژ و فرکانس شبکه را بررسی کنید تا مطمئن شوید که تنظیمات اینورتر با پارامترهای شبکه مطابقت دارد. اگر مشکل همگام سازی با اینورتر وجود دارد، لازم است تنظیمات مربوطه را دوباره پیکربندی یا تنظیم کنید.