Содержание
- Что такое инвертор и для чего он используется
- Типы инверторов: параллельные, последовательные, резонансные
- Бытовое применение инверторов
- Преимущества и недостатки инверторов по сравнению с ИБП
- Формы выходного напряжения: квадратичная, трапециевидная, синусоидальная
- Как выбрать преобразователь электрического тока: шаги и рекомендации
- Применение преобразователей в промышленности и энергетике
- Вывод
Что такое инвертор и для чего он используется
Инвертор – специальное электронное устройство для преобразования электрического тока. Инверторы уже на протяжении долгого времени с успехом используются в системах бесперебойного электропитания на производствах, в больницах, различных финансовых учреждениях, везде, где перепады напряжения либо плохое качество поставляемой электроэнергии недопустимы.
Практически единственное условие использования – наличие высокотехнологичного дополнительного аккумуляторного оборудования – позволяет без особых сложностей и в то же время достаточно результативно использовать инверторы в быту. В настоящее время производители выпускают инверторы двух типов: зависимые и автономные.
Типы инверторов: параллельные, последовательные, резонансные
- Параллельные инверторы
- Одна из особенностей данной схемы – отдача во время работы в нагрузку своей минимальной активной мощности. С их помощью удобно формировать небольшие нагревательные узлы за счет того, что в данной схеме большое расстояние от нагрузочного контура до трансформатора не является проблемой. Подобный эффект достигается за счет относительной простоты согласования параллельного инвертора с низкоомной высокодобротной индукционной нагрузкой.
- Последовательные инверторы
- В последовательном инверторе энергетически выгодным является процесс частотного регулирования мощности. Данный тип инверторов допускает частотное регулирование и не требует регулируемого источника питания постоянным током, потому что транзисторная ячейка, использованная здесь, простая.
- Резонансные инверторы с удвоением частоты
- Данный тип инверторов с появлением высоковольтных транзисторов рассматривался как платформа для построения транзисторных генераторов. Одним из главных достоинств резонансных инверторов является их высокая надежность (прибор способен работать без сбоев даже при изменении нагрузки от холостого хода до короткого замыкания).
Бытовое применение инверторов
Задача инверторов, с которой они хорошо справляются в бытовом применении – питание потребителей переменного тока от источника постоянного тока. Чаще всего в качестве такого источника выступает аккумуляторная батарея.
Инверторы можно условно разделить на две группы:
- для резервного питания аппаратуры малой и средней мощности, работающие от номинального постоянного напряжения 24 В, 48 В и 60 В мощностью до 2,5 кВА;
- большой мощности, использующиеся в промышленности, на электростанциях, работающие от постоянного напряжения 110 В и 220 В, мощностью до 160 кВА.
Преимущества и недостатки инверторов по сравнению с ИБП
Сравнение с UPS (источниками бесперебойного питания)
Как известно, UPS (Uninterruptible Power Supplies) чаще всего используются для защиты дорогостоящей аппаратуры от скачков напряжения в сети. ИБП способен защитить компьютер от потери данных даже в случае полного исчезновения напряжения в сети, для этого в него встроена специальная аккумуляторная батарея.
Инверторы обладают целым рядом достоинств по сравнению с источниками бесперебойного питания. Например: они менее чувствительны к так называемым пусковым токам. При запуске таких приборов, как насосы, компрессоры и другие виды приводов, возникает кратковременный скачок напряжения, компенсировать который способны далеко не все ИБП.
Формы выходного напряжения: квадратичная, трапециевидная, синусоидальная
Инверторы подразделяются и по такому параметру, как форма выходного напряжения. Существуют три формы напряжения:
- квадратичная;
- трапециевидная;
- синусоидальная.
Как выбрать преобразователь электрического тока?
1. Определение требуемой мощности
Номинальная мощность преобразователя должна превышать суммарную мощность подключаемых потребителей минимум на 20–30%. Для оборудования с электродвигателями (насосы, компрессоры, холодильные установки) необходимо учитывать кратность пускового тока — она может превышать номинал в 3–7 раз.
2. Тип нагрузки
- Резистивная нагрузка (нагреватели, лампы накаливания) — допускается использование преобразователей с модифицированной синусоидой.
- Индуктивная нагрузка (двигатели, трансформаторы) — требуется преобразователь с чистой синусоидой.
- Импульсная нагрузка (серверы, электроника, ЧПУ) — рекомендуется промышленный инвертор с минимальным коэффициентом нелинейных искажений (THD).
3. Форма выходного сигнала
Для промышленного и медицинского оборудования рекомендуется исключительно синусоидальная форма напряжения с низким уровнем гармоник. Использование модифицированной синусоиды может привести к перегреву двигателей и нестабильной работе электронных блоков.
4. Входное напряжение
Выбор входного напряжения (12/24/48/110/220 В DC) зависит от конфигурации аккумуляторной батареи или источника постоянного тока. В промышленной энергетике чаще применяются системы 110 В и 220 В постоянного тока.
Применение преобразователей в промышленности и энергетике
В промышленном секторе преобразователи электрического тока являются частью систем гарантированного электроснабжения (СГЭ). Они используются в составе:
- щитов оперативного постоянного тока на электростанциях;
- систем аварийного освещения и автоматики;
- серверных и центров обработки данных;
- систем релейной защиты и автоматики;
- оборудования телекоммуникационных узлов;
- медицинских диагностических комплексов.
Для подобных объектов критичны следующие параметры:
-
работа в режиме 24/7;
-
перегрузочная способность;
-
устойчивость к коротким замыканиям;
-
низкий коэффициент гармонических искажений;
-
высокий КПД при длительной эксплуатации.
На заводе при проектировании промышленных инверторов учитываются требования к тепловому режиму, отказоустойчивости и совместимости с аккумуляторными батареями различной емкости. Конструкция оборудования предусматривает защиту от перегрузки, короткого замыкания и некорректного подключения.
Вывод
Оцените статью:
