اینورتر چگونه کار می کند ؟

اینورتر چگونه کار می کند؟ ممکن است این سوال برای شما هم پیش آمده باشد از این رو مطلب زیر را برای شما تهیه کرده ایم تا با نحوه عملکرد دستگاه آشنا شوید و به خوبی بتوانید سیستم مورد نیاز خود را خریداری کنید.

برای اینکه در تهیه اینورتر، بهترین باشید ولتا کالا به شما کمک می کند. تنها کافی ست با تیم ما همراه باشید.

مکانیسم اینورتر

یک اینورتر فرکانس برق عرضه شده به موتور AC را برای کنترل سرعت چرخش موتور کنترل می کند.

بدون اینورتر، موتور AC به محض روشن شدن منبع تغذیه با سرعت کامل کار می کند. شما نمی توانید سرعت را کنترل کنید، و برنامه های کاربردی برای موتور محدود می شود. استفاده از یک اینورتر برای تنظیم سرعت و شتاب یک موتور AC، دامنه کاربردهای موتور را در مقایسه با موتورهایی که با سرعت ثابت کار می کند، افزایش می دهد. اندازه گیری سرعت موتور معمولاً با تعداد دور در دقیقه (rpm)  می باشد. نرخ شتاب به عنوان تغییر سرعت در یک دوره زمانی مشخص داده می شود.

فرکانس و ولتاژ برق متناوب را آزادانه تنظیم و تغییر دهید

اینورتر از این قابلیت برای کنترل آزادانه سرعت و گشتاور موتور استفاده می کند.

این نوع کنترل که در آن فرکانس و ولتاژ آزادانه تنظیم می شود، مدولاسیون عرض پالس یا PWM نامیده می شود. اینورتر ابتدا برق AC ورودی را به برق DC تبدیل می کند و دوباره با استفاده از کنترل PWM برق AC را از برق DC تبدیل شده ایجاد می کند. اینورتر یک ولتاژ پالسی تولید می کند و پالس ها توسط سیم پیچ موتور صاف می شوند تا جریان موج سینوسی برای کنترل سرعت و گشتاور موتور به سمت موتور جریان یابد.

ولتاژ خروجی از اینورتر به صورت پالسی است.

پالس ها توسط سیم پیچ موتور صاف می شوند و جریان موج سینوسی جریان می یابد. ممکن نیست خروجی یک اینورتر همه منظوره برای تجهیزاتی غیر از موتورها استفاده شود.

حالت های کنترل اینورتر

برای اینکه بهتر متوجه شویم اینورتر چگونه کار می کند لازم است انواع کنترل ها را بشناسیم.

کنترل V/F

کنترل V/f روشی برای کنترل موتور با تامین جریان خاصی به سیم پیچ برای خروجی یک گشتاور خاص است.

بنابراین، ولتاژ و فرکانس در یک رابطه متناسب هستند. این ویژگی V/f نامیده می شود.

کنترل برداری

برای تصحیح شکل موج خروجی با توجه به ولتاژ و جریان خروجی از اینورتر به موتور القایی استفاده می شود. سرعت موتور و گشتاور خروجی از ولتاژ و جریان خروجی برای کنترل آن ها تخمین زده می شود.

اگرچه موتورهای القایی دارای ویژگی‌های ناپایدار هستند، استفاده از کنترل برداری می تواند ویژگی‌های پایداری را ایجاد کند.

عمدتاً دو نوع کنترل برداری زیر وجود دارد:

کنترل برداری بدون سنسور

بدون سنسور به این معنی است که هیچ نتیجه ای از رمزگذار نیست.

اگرچه سیگنال بازخوردی از سنسور وجود ندارد، جریان و ولتاژ خروجی از اینورتر به موتور برای اصلاح شکل موج خروجی استفاده می‌شود. این امکان کنترل سرعت بهتر را فراهم می کند.

کنترل برداری با بازخورد رمزگذار

برخلاف کنترل برداری بدون حسگر، این کنترل از بازخورد  یک رمزگذار استفاده می کند.

رمزگذار را مولد پالس نیز می نامند و به این نوع کنترل، کنترل برداری با PG نیز می گویند.

با این روش، اینورتر بر ولتاژ خروجی، جریان خروجی و بازخورد رمزگذار ، موتور را نظارت می کند. بازخورد رمزگذار برای تنظیم شکل موج خروجی برای انجام کنترل دقیق سرعت استفاده می شود.

از آنجایی که موتورهای القایی را می توان برای دستیابی به کنترل سرعت ساده با هزینه نسبتا کم استفاده کرد، در بسیاری از کارها استفاده می شود. آنها را می توان فقط با اتصال منبع تغذیه AC مورد استفاده قرار داد، بنابراین نصب بسیار آسان است. به طور کلی، یک فن خنک کننده به پشت متصل می شود تا به دفع گرمای تولید شده توسط موتور کمک کند.

تقویت گشتاور اینورتر

در محدوده فرکانس پایین، افت ولتاژ تاثیر زیادی دارد و باعث کاهش گشتاور موتور می شود. برای جبران این، تنظیماتی برای خروجی یک ولتاژ بالا در فرکانس مورد نیاز انجام می شود. اینجاست که تقویت گشتاور یا جبران گشتاور نام می‌گیرد. دو گزینه افزایش گشتاور در دسترس است: تنظیم گشتاور دستی و تنظیم گشتاور خودکار.

تشخیص اضافه بار اینورتر

دو نوع اضافه بار با اینورتر وجود دارد: اضافه بار اینورتر و اضافه بار موتور اینورتر. تشخیص اضافه بار برای محافظت از اینورتر و موتور در برابر سوختن بسیار مهم است.

تشخیص اضافه ولتاژ اینورتر و عملکرد ترمز

هنگامی که دور موتور کاهش می یابد، یا زمانی که بار کاهش می یابد، موتور به عنوان یک ژنراتور برای بازگرداندن انرژی به اینورتر عمل می کند. این پدیده به عنوان بازسازی شناخته می شود.

اگر انرژی احیا کننده بیش از حد بزرگ باشد که در اینورتر ذخیره نشود، باعث اضافه ولتاژ می شود.

پردازش احیا کننده از مدارهای ترمز تعبیه شده در اینورتر برای تبدیل انرژی بازسازی شده به گرما از طریق مقاومت ها استفاده می کند و از اضافه ولتاژ جلوگیری می کند.

اینورتر برای کدام تجهیزات قابل استفاده است

تجهیزات بسیاری وجود دارد که می توانند با استفاده از اینورتر بهره مند شوند. دو کاربرد رایج، پنکه ها و پمپ ها هستند، زیرا هر دوی این کاربردها بیشترین بهره را در صرفه جویی انرژی خواهند برد زیرا قانون مکعب اعمال می شود. با این حال، ما با موفقیت از اینورترها در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی دیگر استفاده کرده ایم:

پمپ ها

برج های خنک کننده

میکسرها

آسیاب

نوار نقاله

کمپرسورها

پیچ های ارشمیدسی

اکسترودرها

جرثقیل ها

بادگیر

 اینورتر چگونه کار می کند

از مدار مبدل و مدار اینورتر شروع کنید تا درک درستی از دستگاه اینورتر داشته باشید.

نقش دستگاه اینورتر کنترل ولتاژ و فرکانس منبع تغذیه و تغییر یکپارچه سرعت چرخش موتورهای مورد استفاده در لوازم خانگی و ماشین آلات صنعتی است.

اولین چیزی که باید در هنگام تقویت درک خود از ساختار داخلی یک دستگاه اینورتر در نظر داشته باشید، این است که مدار مبدل جریان متناوب (AC) را که از منبع تغذیه می آید به جریان مستقیم (DC) و مدار اینورتر تبدیل می کند. جریان مستقیم تبدیل شده (DC) را دوباره به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. آنها به عنوان یک مجموعه کار می کنند.

از مدار مبدل و مدار اینورتر شروع کنید تا درک درستی از دستگاه اینورتر داشته باشید.

بررسی فنی اینورتر از لحاظ کارایی

فرآیند اصلاح به این گونه است که مدار مبدل مورد استفاده در قسمت جلویی دائماً جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.  جهت و بزرگی موج به طور متناوب متغییر است زیرا جریان متناوب یک موج سینوسی دارد. بنابراین از یک دیود که یک وسیله نیمه هادی است برای عبور جریان الکتریسیته در جهت جلو برای تبدیل آن به جریان مستقیم استفاده می شود، اما نه در جهت معکوس.

هنگامی که جریان مستقیم از دیود عبور می کند، فقط جهت رو به جلو جریان الکتریسیته را عبور می دهد و یک حرکت مثبت ظاهر می شود. با این حال، نیمه دیگر چرخه هدر خواهد رفت،و علت آن  این است که از قله در جهت منفی عبور نمی کند. دلیل اینکه ساختار دیود مانند یک پل است این است که می تواند قله منفی را در جهت رو به جلو عبور دهد. این یکسوسازی تمام موج نامیده می شود، زیرا هر دو قله موج جلو و منفی را تغییر می دهد.

مدار اینورتر سپس جریان متناوب را با ولتاژ و فرکانس متغیر خروجی می دهد. مکانیزم تبدیل DC/AC ترانزیستورهای قدرت مانند “IGBT (Transistor Bipolar Bipolar Insulated Gate)” را سوئیچ می کند و فواصل ON/OFF را برای ایجاد امواج پالسی با عرض های مختلف تغییر می دهد. سپس آنها را به یک موج شبه سینوسی ترکیب می کند. این “مدولاسیون عرض پالس (PWM)” نامیده می شود.

کامپیوتر پهنای پالس را بطور خودکار کنترل می کند. و پس از آن  امواج شبه سینوسی با فرکانس های مختلف و کنترل سرعت چرخش موتور ایجاد می کند که این عمل را به سادگی با تعیین پارامترهای مورد نظر فراهم می کند.

با این حال، یکسوسازی تمام موج به خودی خود نمی تواند یک شکل موج صاف ایجاد کند زیرا آثاری از جریان متناوب و نوسانات ولتاژ موج دار باقی می ماند. بنابراین، برای تمیز کردن این خازن ها بارها و بارها شارژ و دشارژ می شود، به آرامی شکل موج را صاف می کند و نزدیک به جریان مستقیم تغییر می دهد.

دسته بندی انواع موارد استفاده از دستگاه ها و مدارهای اینورتر بر اساس ولتاژ و فرکانس

مدارها و دستگاه های اینورتر در محصولات مختلف الکتریکی مانند تهویه مطبوع خانگی، یخچال، اجاق گازهای IH (گرمایش القایی)، چراغ های فلورسنت، منابع تغذیه کامپیوتر (از جمله UPS)، فن های صنعتی، پمپ ها، آسانسورها و جرثقیل ها استفاده می شوند.

اولین کنترل کننده اینورتر چگونه کار می کند

همانطور که در ابتدا ذکر شد مدارها و دستگاه های اینورتر در کولرهای خانگی، یخچال، پمپ های صنعتی، آسانسور و … برای تنظیم سرعت چرخش موتور استفاده می شود. در این حالت اینورتر برای تغییر ولتاژ و فرکانس وارد عمل می شود که به آن “VVVF (فرکانس متغیر ولتاژ متغیر)” می گویند.

استفاده از اینورتر در اجاق گاز و لامپ ها

هیچ موتور داخلی در اجاق های IH یا لامپ های فلورسنت وجود ندارد، اما تغییر فرکانس با مدار اینورتر به شما امکان می دهد گرما و روشنایی را به خوبی تنظیم کنید. به عنوان مثال، یک اجاق گاز IH از فرکانس بالایی در سیم پیچ خود استفاده می کند که با استفاده از مدار اینورتر، قابلمه را گرم می کند. لامپ های فلورسنت نیز از جریان متناوب در فرکانس بالا برای افزایش سرعت روشنایی به منظور حفظ روشنایی و سرکوب سوسو زدن با مصرف انرژی کم استفاده می کنند. وقتی که مدار اینورتر فقط فرکانس را تغییر دهد، به آن “CVVF (فرکانس متغیر ولتاژ ثابت)” می گویند.

CVCF و اینورتر چگونه کار می کند

مدار اینورتر در واحدهای منبع تغذیه کامپیوتر نیز کار می کند. ممکن است بی معنی به نظر برسد زیرا برای خروجی یک ولتاژ یا فرکانس AC ثابت از یک ولتاژ یا فرکانس AC (یا DC) ثابت استفاده می شود. با این حال، هنگامی که فرکانس منبع تغذیه تجاری AC نوسان می کند یا قطعی برق رخ می دهد، می تواند به عنوان منبع تغذیه پایدار استفاده شود. از آنجایی که ولتاژ و فرکانس ثابت را حفظ می کند، به آن “CVCF (فرکانس ثابت ولتاژ ثابت)” می گویند. اینورتر چگونه کار می کند را همراه با ولتا کالا مورد بررسی قرار دادیم تا در شرایط بهتری بتوانید تصمیم به خرید آن بگیرید.