فیلیوس

همه چیزی که باید در مورد اینورتر و انواع آن بدانید…

خورشید اینورتر بنفش فیلیوس مهندسی برق قدرت filioos

اینورتر چیست؟

اینورتر، یکی از چهار مبدل اصلی الکترونیک قدرت است که قابلیت تبدیل توان DC ورودی به توان AC در خروجی، را دارد. ورودی اینورتر ممکن است یک باتری، پیل سوختی، سلول خورشیدی و با هر منبع جریان مستقیم دیگر و با منابع جریان متناوب به همراه تجهیزات یکسوسازی، باشد و خروجی با ولتاژ و فرکانس دلخواه ایجاد نماید. شکل موج ولتاژ خروجی در اینورتر ایده آل، باید سینوسی باشد، اما بعلت وجود المان های کلیدزنی و هم چنین طبیعت غیر خطی کلیدها، تولید هارمونیک در خروجی آن اجتناب ناپذیر است. وجود هارمونیک در خروجی اینورتر منجر به افت ولتاژ، افزایش حرارت در موتورهای القایی، خطا در اندازه گیری و کاهش عمر تجهیزات متصل به آن می شود.

خورشید اینورتر پنل خورشیدی فیلیوس filioos آموزش مهندسی برق قدرت

خروجی سینوسی

در کاربردهای توان پایین و متوسط، ولتاژ مربعی و یا تقریبا مربعی، ممکن است قابل قبول باشد ولی در کاربردهای توان بالا، موج های سینوسی با اعوجاج بسیار کم مورد نیاز است. فیلتر های استفاده شده برای حذف هارمونیک ها، ساختاری پیچیده دارند و شامل تعداد زیادی سلف و خازن است و این هزینه فیلتر در اینورتر را افزایش می دهد. با در اختیار داشتن قطعات نیمه هادی قدرت سریع و با تلفات کمتر، می توان با استفاده از روش های کلیدزنی مناسب، هارمونیک های خروجی را به نحو چشمگیری کاهش داد.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی ها و ظهور قطعات کلیدزنی با سرعت و قابلیت های بالاتر، کاربرد اینورتر در صنعت با سرعت در حال گسترش است، از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود.

  • منابع تغذیه فرکانس و ولتاژ متغیر، مانند درایو موتورهای القایی و ماشین های سنکرون
  • منابع تغذیه AC با ولتاژ تنظیم شده ثابت، مانند منابع تغذیه بدون وقفه
  • جبران کننده های استاتیکی توان راکتیو . فیلترهای اکتیو پسیو با اتصال به صورت سری با موازی
  • سیستم انتقال AC انعطاف پذیر FACTS
  • جبران کننده های ولتاژ

اینورتر سلول خورشیدی فیلیوس filioos آموزش مهندسی برق قدرت

انواع اینورتر

پیشرفت های تجهیزات الکترونیک قدرت و بخصوص اینورترها، بکارگیری منابع غیر آلاینده تجدیدپذیر انرژی در سیستم قدرت را بسیار راحت تر نموده و گرایش جهانی به استفاده از این منابع جهت تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز، در حال افزایش است. انواع اینورترها را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود:

  • اینورتر منبع ولتاژ VSI
  • اینورتر منبع جریان CSI
  • اینورتر منبع امپدانس ZSI

در ادامه در مورد هرکدام از این ساختارها با جزئیات بیش تری صحبت می کنیم.

  • اینورترمنبع ولتاژ

اینورتر منبع ولتاژ توسط یک منبع ولتاژ DC تغذیه می شود. این ولتاژ را می توان از منابع DC مانند باتری، پیل سوختی، سلول خورشیدی و یا از خطوط شبکه و ماشین های AC چرخان با یکسو کننده و فیلتر، تأمین نمود. معمولا به همراه منبع ولتاژ DC یک خازن بزرگ نیز جهت تنظیم ولتاژ مستقیم ورودی، استفاده می شود. خروجی AC این نوع اینورتر ممکن است دارای ولتاژ فرکانس ثابت با متغیر باشد. ویژگی مهم ولتاژ خروجی اینورترهای منبع ولتاژ، عدم وابستگی به پارامترهای بار است. این اینورترها، بطور معمول عملکرد تضعیف کنندگی دارند و پیک ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ سمت DC است. شکل زیر نمونه ای از اینورتر منبع ولتاژ سه فاز را نشان می دهد.

اینورتر منبع ولتاژ vsi سه فاز فیلیوس filioos برق قدرت

  • اینورتر منبع جریان

اینورتر منبع جریان توسط یک منبع جریان DC تغذیه می شود. در این اینورتر، جریان بار از قبل تعیین شده و با استفاده از امپدانس بار، ولتاژ خروجی تعیین می شود. جریان منبع نمی تواند به صورت آنی تغییر یابد و تغییرات ناگهانی آن با استفاده از یک سلف بزرگ سری شده با منبع، کنترل می شود. دامنه جریان بار نیز با تغییر ولتاژ DC ورودی از طریق سلف، تغییر داده می شود، بنابراین پاسخ اینورتر به تغییرات بار کند خواهد بود. شکل زیر ساختار نمونه ای از اینورتر منبع جریان را نشان می دهد.

اینورتر منبع جریان csi سه فاز فیلیوس filioos برق قدرت

  • اینورتر منبع امپدانسی

اینورتر منبع امپدانسی توسط یک منبع ولتاژ با جریان از طریق یک شبکه امپدانسی X-شکل، که شامل دو سلف و دو خازن است، تغذیه می شود. این نوع اینورتر قابلیت هر دو عملکرد تقویت کنندگی و تضعیف کنندگی را دارد و مقدار پیک ولتاژ خروجی می تواند بزرگتر و یا کوچکتر از ولتاژ سمت DC باشد. شکل زیر ساختار اینورتر منبع امپدانس را نشان می دهد.

اینورتر منبع امپدانس zsi سه فاز فیلیوس filioos برق قدرت

از نظر کاربرد، می توان اینورترها را به چند دسته تقسیم کرد:

اینورتر جوشکاری

اینورتر جوشکاری، نوع نسبتا جدید و مبتکرانه ای از دستگاه جوش است که در مقایسه با دستگاه های جوش قدیمی و معمولی که بیشتر به آن عادت داریم، دارای مزایایی می‌باشد. در مقایسه با ترانسفورماتورهای سنگین مس/آلومینیوم و یکسوسازهایی که در دستگاه های جوش سنتی دیده می‌شوند، در اینورتر جوشکاری از فن‌آوری سطح بالای سیلیکونی استفاده می شود. ​هیچ شکی وجود ندارد که وقتی اینورتر جوشکاری برای اولین بار معرفی شد، تکنولوژی اینورتر، قابل‌اعتماد، مقرون‌به‌صرفه و دارای مزایای خاص خود شده‌است. ​

  • اندازه کوچک

یکی از مزیت‌های اصلی اینورتر جوشکاری اندازه کوچک و متراکم بودن آن ها است، که باعث شده تا بتوان مانند یک کیف با وزن سبک آن را جا به جا کرد. دلیل این ویژگی این است که اینورتر جوشکاری از ترانسفورماتور بسیار کوچک‌تری(نسبت به موتور جوش سنتی)  استفاده می‌کند که باعث شده تا این دستگاه ها جمع و جورتر و سبک تر شود. که این درست برعکس دستگاه های جوش سنتی است که به شدت دست و پا گیر بوده و فضای زیادی را اشغال می کند. ​

  • برق مصرفی کم تر

علاوه بر این، اینورتر جوشکاری برق کمتری مصرف می‌کنند و می‌توانند بر روی جریان عادی برق خانگی نیز کار کنند. مصرف برق کمتر به این معنی است که اینورتر جوشکاری را می توان به هر پریز برق ۲۲۰ ولت عادی که در خانه موجود است متصل کرد. ​بنابراین این موتور جوش های جدید می‌توانند به جای جریان/ولتاژ بالا به هر پریز دیواری ۲۲۰ ولت (برق شهری) وصل شود و در نتیجه نیاز به استفاده از یک مولد صنعتی را از بین می‌برد. ​

  • تنظیم بهتر

از آنجا که توان خروجی اینورترها به صورت الکترونیکی تنظیم می‌شود، محدوده تنظیم توان گسترده‌ای از صفر تا ۱۰۰ % دارید که شما را قادر می‌سازد تا آن را متناسب با نیازهای خاص خود تنظیم کنید. به عنوان مثال، در موتور جوش سنتی گاهی اوقات انتخاب درجه ۲ ممکن است به معنی قدرت ناکافی و درجه ۳ ممکن است بیش از حد باشد. اینجا است که موتور جوش اینورتری کمک می‌کند. ​

  • هزینه بیش تر به ازای هر آمپر

البته، این بدان معنا نیست که موتور جوش اینورتری بهترین موتور جوش است و ابزاری ایده‌آل برای همه نیازهای جوشکاری است. این حقیقت که موتور جوش اینورتری قادر به استفاده با جریان/ولتاژ پایین است، به خاطر قطعات الکترونیکی با تکنولوژی بالا است. در واقع موتور جوش های اینورتری نسبتا آسیب پذیر هستند و در نتیجه مستعد خرابی بیشتر هستند و کاربرد آن نیز منجر به هزینه بالاتری به ازای هر آمپر می‌شود. ​

از طرف دیگر، یک موتور جوش سنتی ساختاری بسیار ساده‌تر و محکم‌تر دارد و در دراز مدت بسیار قابل‌اعتماد خواهد بود. در واقع می توان گفت که موتور جوش سنتی سرمایه‌گذاری بلندمدت تری خواهد بود. اگر اندازه، ظاهر و وزن دردسر بزرگی نباشد، موتور جوش سنتی می تواند انتخاب درستی باشد. ​

  • خرید اینورتر جوشکاری

اما در کل، اگر بتوانید کمی بیشتر برای ویژگی‌هایی مثل قابلیت حمل و استفاده از جریان عادی خانگی، خرید یک موتور جوش اینورتری خیلی از کارها را برایتان ساده تر می کند. ممکن است اینورتر جوشکاری بهترین راه حل برای تمامی نیازهای جوشکاری نباشد، اما قطعا نقطه عطفی در پیشرفت تکنولوژی جوشکاری است.

امیدواریم این مطلب هم براتون مفید بوده باشه. خوشحال میشیم نظرتون رو در مورد این مقاله با تیم فیلیوس هم در میون بزارین…

فیلیوس

برق قدرت

نوشته‌های مرتبط

دیدگاه‌ها

*
*