Инверторы напряжения — инвертором напряжения (по зарубежной терминологии DC/AC converter) называют устройство, преобразующие электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.

• Инверторы напряжения (ИН) могут применяться в виде отдельного законченного устройства или входить в состав источников и систем бесперебойного питания аппаратуры электрической энергией переменного тока.^[1][2] Потребность в таких устройствах связана с широким внедрением в различных отраслях промышленности и бизнесе компьютерных технологий.^[3][4][5] При этом недостаточная надежность сетей переменного тока является основным источником нарушения технологического цикла производственных процессов и связана с большими экономическими рисками. По оценкам специалистов ущерб от «перебоя» электрической энергии в течение одного часа в таких сферах, как финансы (брокерские операции, продажа кредитных карточек), медиа-услуги, исчисляются сотнями тысяч долларов.^[6][7]

Свойства инверторов

• Инверторы напряжения позволяют устранить или по крайней мере ослабить зависимость работы информационных систем от качества сетей переменного тока.

Например, в персональных компьютерах, информационных центрах на базе ПК при внезапном отказе сети с помощью резервной аккумуляторной батареи и инвертора можно обеспечить работу компьютеров для корректного завершения решаемых задач.

В более сложных ответственных системах инверторные устройства могут работать в длительном контролируемом режиме параллельно с сетью или независимо от нее.^[8][9]

• Кроме «самостоятельных» приложений, где инвертор выступает в качестве источника питания потребителей переменного тока, широкое развитие получили технологии преобразования энергии, где инвертор является промежуточным звеном в цепочке преобразователей.

Принципиальной особенностью инверторов напряжения для таких приложений является высокая частота преобразования (десятки-сотни килогерц). Для эффективного преобразования энергии на высокой частоте требуется более совершенная элементарная база (полупроводниковые ключи, магнитные материалы, специализированные контроллеры).

• Как и любое другое силовое устройство, инвертор должен иметь высокий КПД, обладать высокой надежностью и иметь приемлемые массо-габаритные характеристики.^[10][11]

Кроме того, ИН длжен иметь допустимый уровень высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения (допустимое значение коэффициентов гармоник) и не создавать при работе недопустимый для других потребителей уровень пульсации на зажимах источника энергии.

Работа инвертора

Работа инвертора напряжения (ИН) основана на переключении источника постоянного напряжения с целью периодического изменения полярности напряжения на зажимах нагрузки. Частота переключения «задается» сигналами управления, формируемыми управляющей схемой (контроллером). Контроллер также может решать дополнительные задачи:

1. регулирование напряжения;
2. синхронизация частоты переключения ключей;
3. защитой их от перегрузок; и др.

Методы технической реализации инверторов и особенности их работы

1. Ключи инвертора должны быть управляемыми (включаются и выключаются по сигналу управления), а также обладать свойством двухсторонней проводимости тока.^[12] Как правило такие ключи получают шунтированием транзисторов обратными диодами. Исключение составляют полевые транзисторы, в которых такой диод является внутренним элементом его полупроводниковой структуры.
2. Регулирование выходного напряжения инверторов достигается изменением площади импульса полуволны. Наиболее простое регулирование достигается регулирование длительности (шины) импульса полуволны. Такой способ является простейшим вариантом метода широтно-импульсной модуляции сигналов (ШИМ).
3. Нарушение симметрии полуволн выходного напряжения порождает побочные продукты преобразования с частотой ниже основной, включая возможность появления постоянной составляющей напряжения, недопустимой для цепей, содержащих трансформаторы.
4. Для получения управляемых режимов работы инвертора, ключи инвертора и алгоритм управления ключами должны обеспечить последовательную смену структур силовой цепи, называемых прямой, коротко замкнутой и инверсной.
5. Мгновенная мощность потребителя пульсирует с удвоенной частотой. Первичный источник питания должен допускать работу с пульсирующими и даже изменяющими знак токами потребления. Переменные составляющие первичного тока определяют уровень помех на зажимах источника питания.

Типовые схемы инверторов напряжения

Существуют большое число вариантов построения схем инверторов.^[13][14] Исторически первыми были механические инверторы, которые в эпоху развития полупроводниковых технологий заменили более технологичные инверторы на базе полупроводниковых элементов, и цифровые инверторы напряжения. Но все же, как правило, выделяют три основные схемы инверторов напряжения:

• Мостовой ИН без трансформатора

Мостовой ИН без трансформатора

Область применения: устройства бесперебойного питания мощностью более 500 ВА, установки с высоким значением энергии (220..360 В).

• С нулевым выводом трансформатора

Инвертор напряжения с нулевым выводом трансформатора

Область применения: Устройства бесперебойного питания компьютеров мощностью (250.. 500 ВА), при низком значении напряжения (12..24 В), преобразователи напряжения для подвижных систем радиосвязи.

• Мостовая схема с трансформатором

Мостовой инвертор напряжения с трансформатором

Область применения: Устройства бесперебойного питания ответственных потребителей с широким диапазоном мощностей: единицы – десятки кВА.^[15]

Принцип построения инверторов

• Инверторы с прямоугольной формой выходного напряжения

Преобразование постоянного напряжения первичного источника в переменное достигается с помощью группы ключей, периодически коммутируемых таким образом, чтобы получить знакопеременное напряжение на зажимах нагрузки и обеспечить контролируемый режим циркуляции в цепи реактивной энергии. В таких режимах гарантируется пропорциональность выходного напряжения. В зависимости от конструктивного исполнения модуля переключения (модуля силовых ключей инвертора) и алгоритма формирования управляющих воздействий, таким фактором могут быть относительная длительность импульсов управления ключами или фазовый сдвиг сигналов управления противофазных групп ключей. В случае неконтролируемых режимов циркуляции реактивной энергии реакция потребителя с реактивными составляющими нагрузки влияет на форму напряжения и его выходную величину.^[16][17]

• Инверторы напряжения со ступенчатой формой кривой выходного напряжения

Принцип построения такого инвертора заключается в том, что при помощи предварительного высокочастотного преобразования формируются однополярные ступенчатые кривые напряжения, приближающиеся по форме к однополярной синусоидальной кривой с периодом, равным половине периода изменения выходного напряжения инвертора. Затем с помощью, как правило, мостового инвертора однополярные ступенчатые кривые напряжения преобразуются в разнополярную кривую выходного напряжения инвертора.

• Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения

Принцип построения такого инвертора заключается в том, что при помощи предварительного высокочастотного преобразования получают напряжение постоянного тока, значение которого близко к амплитудному значению синусоидального выходного напряжения инвертора. Затем это напряжение постоянного тока с помощью, как правило, мостового инвертора преобразуется в переменное напряжение по форме, близкое к синусоидальному, за счет применении соответствующих принципов управления транзисторами этого мостового инвертора (принципы так называемой «многократной широтно-импульсной модуляции»).^[18][19] Идея этой «многократной» ШИМ заключается в том, что на интервале каждого полупериода выходного напряжения инвертора соответствующая пара транзисторов мостового инвертора коммутируется на высокой частоте (многократно) при широтно-импульсном управлении. Причем длительность этих высокочастотных импульсов коммутации изменяется по синусоидальному закону . Затем с помощью высокочастотного фильтра нижних частот выделяется синусоидальная составляющая выходного напряжения инвертора.^[16]

• Инверторы напряжения с самовозбуждением

Инверторы с самовозбуждением (автогенераторы) относятся к числу простейших устройств преобразования энергии постоянного тока. Относительная простота технических решений или достаточно высокой энергетической эффективности привело к их широкому применению в маломощных источниках питания в системах промышленной автоматики и генерировании сигналов прямоугольной формы, особенно в тех приложениях, где отсутствует необходимость в управлении процессом передачи энергии. В этих инверторах используется положительная обратная связь, обеспечивающая их работу в режиме устойчивых автоколебаний, а переключение транзисторов осуществляется за счет насыщения материала магнитопровода трансформатора.^[20][21] В связи со способом переключения транзисторов, с помощью насыщения материала магнитопровода трансформатора, выделяют недостаток схем инверторов, а именно низкий КПД, что объясняется большими потерями в транзисторах. Поэтому такие инверторы применяются при частотах не более 10 кГц и выходной мощности до 10 Вт. При существенных перегрузках и коротких замыканиях в нагрузке в любом из инверторов с самовозбуждением происходит срыв автоколебаний (все транзисторы переходят в закрытое состояние).

Примечания

1. ↑ Luo, Fang Lin & Ye, Hong (2004), «Advanced DC/DC Converters», CRC Press, ISBN 0-8493-1956-0 
2. ↑ Luo, Fang Lin; Ye, Hong & Rashid, Muhammad H. (2005), «Power Digital Power Electronics and Applications», Elsevier, ISBN 0-12-088757-6 
3. ↑ Pressman 1998, p. 306
4. ↑ DC Power Production, Delivery and Utilization, An EPRI White Paper (PDF). Архивировано из первоисточника 19 сентября 2012. Page 9 080317 mydocs.epri.com
5. ↑ DC-DC CONVERTERS: A PRIMER. Архивировано из первоисточника 19 сентября 2012. 090112 jaycar.com.au Page 4
6. ↑ Electrical Power Quality and Utilisation, Journal Vol. XV, No. 2, 2009: Estimation of Optimum Value of Y-Capacitor for Reducing Emi in Switch Mode Power Supplies
7. ↑ High-efficiency power supplies for home computers and servers. Архивировано из первоисточника 19 сентября 2012.
8. ↑ Maniktala, Sanjaya (2007), «Troubleshooting Switching Power Converters: A Hands-on Guide», Newnes/Elsevier, ISBN 0-7506-8421-6 
9. ↑ Nelson, Carl (1986), «LT1070 design Manual», vol. AN19 publisher= Linear Technology, <http://www.linear.com/docs/4176>  Application Note giving an extensive introduction in Buck, Boost, CUK, Inverter applications. (download as PDF from http://www.linear.com/designtools/app_notes.php)
10. ↑ Irving, Brian T. & Jovanović, Milan M. (2002), «Analysis and Design of Self-Oscillating Flyback Converter», Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), сс. 897–903, <http://www.deltartp.com/dpel/dpelconferencepapers/S19P6.pdf>. Проверено 30 сентября 2009. 
11. ↑ Energy Savings Opportunity by Increasing Power Supply Efficiency. Архивировано из первоисточника 19 сентября 2012.
12. ↑ Foutz, Jerrold. Switching-Mode Power Supply Design Tutorial Introduction. Проверено 6 октября 2008.
13. ↑ Switching Regulators for Poets
14. ↑ Переводчик Google
15. ↑ http://www.compeljournal.ru/images/articles/2009_15_6.pdf
16. ↑ ^{1 2} MIT open-courseware, Power Electronics, Spring 2007
17. ↑ Switch Mode Power Supplies
18. ↑ Pressman, Abraham I.; Billings, Keith & Morey, Taylor (2009), «Switching Power Supply Design» (Third ed.), McGraw-Hill, ISBN 0-07-148272-5 
19. ↑ Rashid, Muhammad H. (2003), «Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications», Prentice Hall, ISBN 0-13-122815-3 
20. ↑ Basso, Christophe (2008), «Switch-Mode Power Supplies: SPICE Simulations and Practical Designs», McGraw-Hill, ISBN 0-07-150858-9 
21. ↑ Erickson, Robert W. & Maksimovic, Dragan (2001), «Fundamentals of Power Electronics» (Second ed.), ISBN 0-7923-7270-0 

См. также

Литература

• Бушуев В.М., Деминский В. А., Захаров Л.Ф., Козляев Ю.Д., Колканов М.Ф. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций. — М.: Горячая линия – Телеком, 2009. — 384 с. — ISBN 978-5-9912-0077-6

• Китаев В.Е., Бокуняев А. А., Колканов М.Ф. Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с.
• Ирвинг М., Готтлиб Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы.. — 2-е изд. — М.: Постмаркет, 2002. — 544 с. — ISBN 5-901095-05-7
• Раймонд Мэк Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению. — М.: Додэка-ΧΧΙ, 2008. — 272 с. — ISBN 978-5-94120-172-3
• Угрюмов Е. П. Теория и практика эволюционного моделирования. — 2-е изд. — СПб: БХВ-Петербург, 2005. — С. 800. — ISBN 5-94157-397-9
• Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1983. — 128 с. — 60 000 экз.
• Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3

Ссылки

схема, назначение, принцип работы, плюсы и минусы

Один из способов создания неразъемных соединений из металла – это электродуговая сварка. В течение множества лет для выполнения этой операции применяли генераторы трансформаторного типа. Главный их недостаток – габаритно-весовые характеристики. Например, агрегат марки ВД 306 весит порядка 150 кг.
С развитием полупроводникового оборудования и появление таких элементов, как тиристоры привело к созданию устройств, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше, всего несколько килограмм, например, Ресанта САИ 250 весит всего 5 кг, — сварочного инвертора или инверторного сварочного аппарата.

Устройство и основные характеристики инверторов

Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.

Принцип работы инвертора

Как уже отмечалось, инверторы вошли в практику сварных работ не так давно, на исходе ХХ столетия. В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока. Надо отметить, что устройство инвертора, применяемого для работ – содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:

Инверторные сварочные аппараты

1. Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
2. Полученный ток передается на инвертор, который играет роль генератора высокочастотных импульсов. В транзисторном блоке, происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный. Но получаемый ток, обладает существенно большей частотой, чем тот, который поступает из сети питания.
3. Ток высокой частоты поступает на трансформатор. Это устройство снижает напряжение и одновременно повышает силу тока. Так как трансформатор, который используют для работы с токами высокой частоты, имеет небольшие габариты, все это сказывается на габаритно-весовых характеристиках инвертора.
4. После прохождения трансформатора, переменный ток, с новыми параметрами поступает на выпрямитель, где он снова трансформируется в постоянный, который и используют для сварки.

Сварка инвертором для начинающих

Надо отметить, что инверторные устройства, в отличие от устройств трансформаторного типа потребляет в два раза меньшее количество энергии. Кроме этого, параметры тока, который поступает из устройства, гарантируют то, что сварочная дуга будет иметь стабильный розжиг и горение во время сварки.

Технические параметры устройств

Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:

Конструкция сварочного инвертора

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.

Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.

Технологические достоинства

Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Электроды для контактной сварки

Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.

Микропроцессор

В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.

Минусы, которым обладают инверторы

Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.

Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.

Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 220 В

При подборе сварочного оборудования потребитель должен определиться для решения, каких задач он будет необходим.

Если он будет использоваться для ремонта кузовных деталей, то у него должны быть одни параметры, а если для работы по изготовлению металлоконструкций то другими. Но в любом случае, устройства должны отвечать ряду требований, в частности, в домашнем аппарате должны быть реализованы такие функции, как горячий старт, антизалипание и некоторые другие. Именно этим инверторы отличаются от традиционных аппаратов.

В конструкции аппарата этого типа должен быть установлен вентилятор. Кроме того, схема должны быть защищена от скачков напряжения в питающей сети. В принципе устройство, обладающее такими параметрами, могут работать и в условиях домашней мастерской, и в условиях промышленного производства.

Какой сварочный аппарат лучше

Выбор аппарата – это по большей части дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но, можно сказать, что устройства с диапазоном сварочного тока в пределах 200 – 250 А, позволяет выполнять самые сложны работы и обрабатывать детали разной толщины.

Классификация инверторов

Сварочные инверторы можно классифицировать по размеру сварочного тока. Производители выпускают три типа устройств:

• 100-160 А – маломощные;
• 160-200 А — средние;
• 200-250 А — мощные.

Существует зависимость, между размером силы тока и габаритами аппарата. При выборе аппарата для использования в домашних условиях следует руководствоваться теми задачами, которые предстоит им решать.

Самые слабые аппараты можно отнести к устройствам самого низкого уровня, многие их используют для получения навыков работы. Аппараты, которые относят к среднему классу относят к самым популярным и позволяют выполнять самые разнообразные работы начиная от сборки забора и изготовления довольно сложных металлоконструкций. Самые мощные аппараты по большей части применяют в производственных целях. Их применяют для работы с металлопрокатом большой толщины.

Электроды для ручной дуговой сварки

Большая часть инверторов предназначена для работы с электродами, покрытыми обмазкой. Но их можно использовать и для работы со сварочной проволокой. Для этого, на устройство устанавливают приспособление которое подает проволоку в сварочную зону. Проволока подается через сварочный пистолет, через него же подается и газовая смесь, защищающая рабочую зону от воздействия атмосферного воздуха.

Дополнительные функции в инверторах

В современных инверторных устройствах реализованы некоторые опции, которые заметно облегчают работу сварщика:

1. Горячий старт – зачастую у начинающих сварщиков, да и не только у них, возникают сложности с розжигом и поддержанием дуги в рабочем состоянии. В момент розжига, ток вырастает до необходимого уровня и сразу после розжига возвращается к рабочим параметрам. Процесс изменения тока происходит полностью автоматически, без участия сварщика.
2. Еще одна проблема, которая преследует новичков – залипание электрода. Причин тому несколько, но решение у нее одно – снижение уровня сварочного тока. Эта операция так же выполняется автоматически.

1. Форсаж дуги позволяет выполнять швы в разных пространственных положениях.
2. Снижение напряжения холостого хода до безопасного для рабочего и его окружающих людей уровня.

Определяемся с характеристиками

Как и любое техническое оборудование, сварочные инверторы обладают рядом технических параметров, которые определяют их возможности.

Сварочный ток

Инверторные сварочные аппараты обеспечивают генерацию сварочного тока в диапазонах от 100 до 250 А.

Напряжение холостого хода

После преобразования тока, подаваемого из электрической сети в 220 В, на выходе из аппарата получается ток с напряжением в 50 – 90 В и рабочей частотой в 20 – 50 кГц. Для розжига дуги необходимо использовать максимальное напряжение, но оно создает угрозу безопасности сварщика и окружающих людей. Поэтому после окончания работы, напряжение падает до безопасного уровня.

Режим работы на максимальном токе

Важный показатель работы любого сварочного аппарата это показатель длительности работы. Его могут называть ПН или ПВ. Этот показатель говорит о том, какое количество времени будет работать аппарат при десятиминутном сварочном цикле, до отключения.

Другими словами, если ПВ составляет 50% — это значит что время эффективной работы, составит 5 минут, если показатель составляет 70%, то время составит 7 минут. Этот показатель должен быть отражен в технической документации, входящей в состав поставки сварочного аппарата.

Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов

Инвертор, предназначенный для сварки – это сложное инженерное устройство, которое оснащено множеством уровней защиты.

Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.

Перед приобретением аппарата целесообразно тщательно изучить руководство по эксплуатации.

Инструкция сварочного инвертора

При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:

1. Все токопроводящие рукава не должны иметь повреждений, клеммы для подключения должны надежно фиксироваться в аппарате.
2. Если в конструкции аппарата предусмотрен вентилятор и во время включения он не вращается, эксплуатация такого устройства недопустима.
3. При работе с аппаратом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Принципы работы и сферы применения инверторов

Как известно, большинство бытовых приборов рассчитано на использование переменного тока напряжением 220 вольт, который подаётся обычной городской сетью. При аварийном отключении электричества все эти устройства, естественно, перестают работать. Это неудобно, но приемлемо, если речь идёт о фене, однако есть такое оборудование, которое останавливать нельзя. Поэтому и приходится устанавливать ИБП для котлов, серверов и другого важного оборудования. Частью системы бесперебойного питания являются инверторы. Эти устройства необходимы для превращения постоянного тока в переменный.

Принцип действия инвертора

Обычные аккумуляторные батареи создают в замкнутой цепи движение электронов, направление которого неизменно – от отрицательного полюса к положительному. Если очень быстро менять местами провода, присоединяя их то к одной клемме, то к другой, можно создать некое подобие переменного тока. По крайней мере, направление движения электронов в цепи действительно будет меняться. Но если нарисовать график такого тока – он крайне мало будет напоминать классическую синусоиду. Вместо этого будет виден резкий взлёт от нуля до максимума амплитуды, затем сразу отвесный обрыв назад к оси абсцисс, а после этого такая же «ступенька» вниз, к отрицательным значениям.

Другими словами, налицо будут грубые разнонаправленные импульсы. Их длительность, которая на графике выглядит как ширина «ступеньки», можно регулировать. Это превратит выглядящие хаотично всплески в аккуратные прямоугольники, то возвышающиеся над осью абсцисс, то уходящие под неё. Такой график уже больше похож на переменный ток, однако этого недостаточно. Чтобы образовалась синусоида, импульсы проходят через частотный фильтр, который пропускает лишь те из них, значения которых могут в итоге сформировать плавно поднимающуюся и опускающуюся кривую.

Конструкция инвертора

Первоначально создание знакопеременного напряжения в цепи обеспечивалось буквальным переключением проводов с одной клеммы на другую. Так действовали механические инверторы, которые иногда применяются и сейчас. Это довольно громоздкие устройства с низким КПД.

После развития полупроводниковых технологий появилась возможность обеспечивать смену полюсов без применения механических приспособлений. Для этого используются тиристоры, полупроводниковые приборы, действующие как электронные ключи. Возможно использование и другой элементной базы – транзисторов в сочетании с диодами. Тиристоры коммутируются сигналами управления, генерируемыми автоматически. В простейшем случае их источником может быть обыкновенное реле, действующее через строго определенные промежутки времени. В современных инверторах для создания управляющих импульсов используется программное обеспечение. Это даёт возможность варьировать частоту и амплитуду переменного тока.

Важной частью инвертора является преобразователь. Он повышает напряжение до требуемой величины, чаще всего от 12 вольт на выходе аккумулятора до 220 на входе в тиристорный мост. Преобразователи часто продаются также как отдельные устройства.

Инверторы с модифицированным и чистым синусом

Форма графика выходного напряжения после превращения постоянного тока в переменный зависит от того, были ли использованы частотные фильтры после широтно-импульсной модуляции, выполняемой при помощи перекоммутации тиристоров. Наиболее простые устройства дают на выходе так называемый «модифицированный синус». Это переменный ток, колебания напряжения которого отображаются на графике в виде прямоугольников.

Единственное преимущество инверторов с модифицированным синусом – дешевизна. Существуют нагрузки, для которых создаваемый ими ток вполне подходит (электродрели, резаки, даже компьютеры), но во многих случаях столь простая трансформация неприемлема. В некоторых случаях приборы, присоединенные к инвертору с модифицированным синусом, даже не включаются. А такие устройства, как холодильники, микроволновки, двигатели переменного тока или насосы будут работать недостаточно эффективно.

Таким образом, предпочтительнее выглядят инверторы с «чистым синусом», в которых выходной ток проходит предварительную частотную фильтрацию. Эти устройства, например, позволяют создать бесперебойное питание для газового котла и для многих других видов оборудования.

Высоко- и низкочастотные инверторы

Переменный ток, который подаётся по сети от электростанций, имеет стандартные параметры. Это напряжение 220 вольт и частота в 50 Герц (в США 60). Эти характеристики позволяют обеспечивать бытовые приборы необходимым для них количеством энергии. Такой же ток вырабатывается и низкочастотными инверторами. Частью конструкции этих приборов является трансформатор, довольно тяжелое и громоздкое устройство. Его роль довольно существенна. Во-первых, он обеспечивает постоянное поддержание мощности при прямом подключении. Во-вторых, он даёт возможность быстро зарядить аккумуляторы при обратном протекании тока (то есть при наличии напряжения в сети).

Основной недостаток низкочастотных инверторов – очень большой вес. Он увеличивается вместе с ростом мощности. Но если требуется подключить приборы, не расходующие много энергии, можно воспользоваться высокочастотными инверторами. Таковыми являются почти все автомобильные модели. Они способны, например, обеспечить питание небольшого пылесоса, ноутбука или компактной дрели. Частота создаваемого такими инверторами переменного тока может достигать 30 тысяч Герц. Вес такого устройства колеблется в диапазоне от одного до пяти килограммов, цены обычно невысоки. Вот только уже при подключении холодильника могут быть проблемы, поскольку мощности явно не хватает.

Использование инверторов в солнечной энергетике

Обычные электростанции генерируют переменный ток изначально, его требуется в дальнейшем только синхронизировать для передачи на расстояние. В то же время солнечные панели (которые также называют батареями) действуют совершенно иначе. Они создают постоянный ток высокого напряжения (от 200 до 600 вольт). В таком виде использовать его нельзя. Применяются специальные контроллеры, которые понижают напряжение тока. Эти приборы могут быть отдельными устройствами, или частью инвертора. Во втором случае монтажная схема солнечной электростанции несколько упрощается. Кроме того, стоимость встроенного в инвертор контроллера обычно меньше цены отдельного устройства. Тем не менее такую систему трудно назвать оптимальной. Во-первых, лучшие образцы солнечных контроллеров довольно велики по своим размерам, в корпус инвертора они не помещаются. Во-вторых, происходит избыточное преобразование тока, от высокого напряжения к низкому, а затем в обратную сторону.

Другой вариант – это применение сетевых инверторов. Они тоже обладают встроенным солнечным контроллером, однако не имеют подключения к аккумуляторам. Созданный фотоэлементами постоянный ток высокого напряжения сразу подаётся на тиристорный мост. Такие устройства часто даже не требуют наличия входных и выходных трансформаторов.

К сожалению, пока что сетевые инверторы продаются по довольно высоким ценам. Кроме того, в России пока еще нельзя использовать одно из главных преимуществ таких устройств – закачку избытка энергии в сеть. Следует также отметить, что отказ от аккумуляторов существенно снижает надёжность подобных систем.

Третий и наиболее «продвинутый» вариант – это гибридный инвертор. Это устройство может использовать подключение и к солнечному контроллеру, и к аккумуляторной батарее. Инвертор можно настроить таким образом, чтобы закачка избытка энергии в сеть не выполнялась (в противном случае вырастут показания прибора учета). Такое устройство позволяет сделать автономную сеть электроснабжения максимально гибкой и надёжной – ведь всегда есть возможность перейти на резервное питание от аккумуляторов.

Использование стабилизаторов

Некоторые модели инверторов оснащены встроенными стабилизаторами. Это устройство позволяет поддерживать постоянный уровень напряжения в сети. Такая функция полезна, однако возможности встроенных вариантов обычно невелики. Кроме того, не всегда на высоте и надёжность. При отсутствии подключения к городской электросети применять инвертор со встроенным стабилизатором не следует, поскольку дизель-генераторы обычно не обладают достаточным запасом мощности. Чтобы добиться этого, придется покупать наиболее дорогостоящее оборудование.

Программное управление

Наиболее современные модели инверторов управляются внутренним компьютером, который может контролировать состояние электросети, поддерживать оптимальные параметры работы системы и вести протоколирование всех происходящих событий. Для этого используется специализированное программное обеспечение, обычно распространяемое бесплатно. Применяются несколько разных операционных систем, в том числе и Android.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия Логические вентили инвертора см. НЕ вентиль. Инвертор для установки на солнечной батарее в Шпейере, вниз по Рейну.

Инвертор – это электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток (DC) на переменный ток (AC). Это не то же самое, что генератор переменного тока, который преобразует механическую энергию (например, движение) в переменный ток.

Постоянный ток создается такими устройствами, как батареи и солнечные батареи.При подключении инвертор позволяет этим устройствам обеспечивать электроэнергию для небольших бытовых устройств. Инвертор делает это через сложный процесс электрической регулировки. Из этого процесса вырабатывается электроэнергия переменного тока. Эту форму электричества можно использовать для питания электрического света, микроволновой печи или другой электрической машины.

Инвертор обычно также увеличивает напряжение. Чтобы увеличить напряжение, ток должен быть уменьшен, поэтому инвертор будет использовать большой ток на стороне постоянного тока, когда на стороне переменного тока используется только небольшое количество.

Инверторы изготавливаются разных размеров. Они могут быть как 150 Вт, так и 1 МВт (1 млн. Ватт). Инверторы меньшего размера часто подключаются к гнезду автомобильного прикуривателя и обеспечивают 120 или 240 вольт переменного тока от 12-вольтного источника питания автомобиля.

Самые ранние инверторы состояли из двигателя постоянного тока, механически подключенного к генератору переменного тока. Более поздняя конструкция, часто используемая с автомобильными радиоприемниками с вакуумными трубками, состояла из быстро переключаемого реле. Современные инверторы основаны на МОП-транзисторах или IGBT-транзисторах.

• Синусоидальные инверторы вырабатывают высококачественный источник переменного тока. Они используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для получения истинной синусоиды, что делает их дорогими.
• Модифицированный синусоидальный инвертор производит более низкое качество переменного тока с сильными гармониками энергосистемы, но дешевле. Выходной сигнал типичного модифицированного синусоидального инвертора представляет собой прямоугольную волну с паузой между изменениями направления. В каскадных многоуровневых инверторах используются различные стратегии модуляции для уменьшения содержания гармоник.Модифицированные синусоидальные инверторы снижают производительность некоторых приборов, таких как микроволновые печи и приборы, содержащие электродвигатели, и, как известно, повреждают некоторое оборудование, включая детекторы дыма и некоторые зарядные устройства.

,

различных типов инверторов и их применения

переменного тока Источник питания (AC) используется практически для всех жилых, коммерческих и промышленных нужд. Но самая большая проблема с AC заключается в том, что он не может быть сохранен для будущего использования. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный ток, а затем постоянный ток сохраняется в батареях и ультраконденсаторах. И теперь, когда требуется переменный ток, постоянный ток снова преобразуется в переменный ток для работы приборов на основе переменного тока. Таким образом, устройство , которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором .Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменное. Это изменение может быть в величине напряжения, числа фаз, частоты или разности фаз.

Классификация инвертора

Инвертор можно классифицировать на многие типы в зависимости от выхода, источника, типа нагрузки и т. Д. Ниже приводится полная классификация цепей инвертора:

(I) Согласно выходной характеристике

1. Инвертор прямоугольной волны
2. Синусоидальный Инвертор
3. Модифицированный синусоидальный инвертор

(II) Согласно источнику инвертора

1. Инвертор источника тока
2. Инвертор источника напряжения

(III) в зависимости от типа нагрузки

1. однофазный инвертор
   
   1. полумостовой инвертор
   2. инвертор полного моста
2. Трехфазный инвертор
   
   1. 180-градусный режим
   2. 120-градусный режим

(IV) в соответствии с другой техникой ШИМ

1. Простая широтно-импульсная модуляция (SPWM)
2. многоимпульсная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
3. Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
4. Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

(В) в соответствии с номером уровня выхода

1. Стандартный двухуровневый инвертор
2. многоуровневый инвертор

Теперь мы обсудим их все по одному.Вы можете проверить образец схемы инвертора 12 В постоянного тока в 220 В здесь.

(I) Согласно выходной характеристике

В соответствии с выходной характеристикой инвертора , может быть три различных типа инверторов .

• Инвертор прямоугольной волны
• Синусоидальный Инвертор
• Модифицированный синусоидальный инвертор

1) Инвертор прямоугольной волны

Выходной сигнал напряжения для этого инвертора является прямоугольной волной.Этот тип инвертора наименее используется среди всех других типов инверторов, потому что все приборы рассчитаны на синусоидальное питание. Если мы подадим прямоугольный сигнал на устройство на основе синусоидальной волны, он может быть поврежден или потери будут очень высокими. Стоимость этого инвертора очень низкая, но применение очень редкое. Может использоваться в простых инструментах с универсальным мотором.

2) Синусоида

Выходной сигнал напряжения представляет собой синусоидальный сигнал, и он дает нам очень похожую выходную мощность от электросети.Это главное преимущество этого инвертора, потому что все приборы, которые мы используем, предназначены для синусоидальной волны. Таким образом, это идеальный результат и дает гарантию, что оборудование будет работать правильно. Этот тип инверторов является более дорогим, но широко используется в жилых и коммерческих целях.

3) Модифицированная синусоида

Конструкция этого типа инвертора сложнее, чем простого прямоугольного инвертора, но проще по сравнению с чисто синусоидальным инвертором.Выход этого инвертора не является ни синусоидальной, ни прямоугольной волной. Выход такого инвертора представляет собой две прямоугольные волны. Выходной сигнал не является синусоидальным, но напоминает синусоидальный.

(II) Согласно источнику инвертора

• Инвертор источника напряжения
• Инвертор источника тока

1) Инвертор источника тока

В CSI вход является источником тока.Этот тип инверторов используется в промышленном применении среднего напряжения, где высококачественные формы тока являются обязательными. Но CSI не популярны.

2) Инвертор источника напряжения

В VSI вход является источником напряжения. Этот тип инвертора используется во всех приложениях, поскольку он более эффективен, имеет более высокую надежность и более быстрый динамический отклик. VSI способен работать с двигателями без снижения номинальных значений.

(III) в зависимости от типа нагрузки

• Однофазный инвертор
• Трехфазный инвертор

1) однофазный инвертор

Как правило, в жилых и коммерческих помещениях используется однофазное питание.Для этого типа применения используется однофазный инвертор. Однофазный инвертор дополнительно разделен на две части;

• Однофазный полумостовой инвертор
• однофазный полно мостовой инвертор

A) Однофазный полумостовой инвертор

Инвертор этого типа состоит из двух тиристоров и двух диодов, и подключение показано на рисунке ниже.

В этом случае общее напряжение постоянного тока равно Vs и делится на две равные части Vs / 2.Время одного цикла составляет T сек.

Для полупериода 0

Для второго полупериода T / 2

  Vo = Vs / 2  

С помощью этой операции мы можем получить сигнал переменного напряжения с частотой 1 / T Гц и амплитудой Vs / 2.Выходной сигнал представляет собой прямоугольную волну. Он будет пропущен через фильтр и удалит нежелательные гармоники, которые дают нам чистую синусоидальную форму. Частота сигнала может контролироваться временем включения (Тон) и временем выключения (Toff) тиристора.

Величина выходного напряжения равна половине напряжения питания , а период использования источника составляет 50%. Это является недостатком полумостового инвертора , и решением этого является полностью мостовой инвертор .

B) Однофазный полно мостовой инвертор

В этом типе инвертора используются четыре тиристора и четыре диода.Принципиальная схема однофазного полного моста показана на рисунке ниже.

Одновременно два тиристора T1 и T2 проводят в течение первого полупериода 0

Для второго полупериода T / 2

Здесь мы можем получить выходное напряжение переменного тока, равное напряжению источника постоянного тока, и коэффициент использования источника равен 100%.Форма выходного напряжения представляет собой прямоугольную форму, и фильтры используются для преобразования ее в синусоидальную.

Если все тиристоры работают одновременно или в паре (T1 и T3) или (T2 и T4), то источник будет закорочен. Диоды подключены в цепи как диод обратной связи, потому что он используется для обратной связи по энергии к источнику постоянного тока.

Если мы сравним полный мостовой инвертор с полумостовым инвертором, то для данной нагрузки напряжения постоянного тока выходное напряжение будет в два раза больше, а выходное напряжение – четыре раза в полном мостовом инверторе.

2) Трехфазный мостовой инвертор

В случае промышленной нагрузки используется трехфазное питание переменного тока, и для этого мы должны использовать трехфазный инвертор. В этом типе инвертора используются шесть тиристоров и шесть диодов, и они подключены, как показано на рисунке ниже.

Может работать в двух режимах в зависимости от степени импульсов затвора.

• 180-градусный режим
• 120-градусный режим

A) 180-градусный режим

В этом режиме работы время проведения тиристора составляет 180 градусов.В любой момент времени три тиристора (по одному тиристору от каждой фазы) находятся в режиме проводимости. Форма фазового напряжения представляет собой три ступенчатых сигнала, а форма линейного напряжения представляет собой квазиквадратную волну, как показано на рисунке.

  Vab = Va0 - Vb0 
  Vbc = Vb0 - Vc0 
   Vca  = Vc0 - Va0  

Фаза A	T1			T4			T1				T4
Фаза B	T6		T3			T6				T3			T6
Фаза C	T5	T2			T5				T2			T5
Степень	60	120	180	240	300	360	60	120		180	240	300	360
Тиристор проводит	1 5 6	6 1 2	1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6	1 5 6	6 1 2		1 2 3	2 3 4	3 4 5	4 5 6

В этой операции промежуток времени между коммутацией выходного тиристора и проводимостью входящего тиристора равен нулю.Так что одновременное проведение входящего и исходящего тиристора возможно. Это приводит к короткому замыканию источника. Чтобы избежать этой трудности, используется 120-градусный режим работы.

B) 120-градусный режим

В этой операции одновременно работают только два тиристора. Одна из фаз тиристора не связана ни с положительной клеммой, ни с отрицательной клеммой. Время проведения каждого тиристора составляет 120 градусов. Форма линейного напряжения представляет собой трехступенчатую форму волны, а фазовое напряжение представляет собой форму квазиквадратного сигнала.

Фаза A	T1			T4			T1			T4
Фаза B	T6		T3			T6			T3			T6
Фаза C		T2			T5			T2			T5
градусов	60	120	180	240	300	360	60	120	180	240	300	360
Тиристор проводит	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	6 5	1 6	2 1	3 2	3 4	4 5	5 6

Форма сигнала линейного напряжения, фазного напряжения и импульса затвора тиристора показана на рисунке выше.

В любых силовых электронных коммутаторах есть два типа потерь; потери проводимости и потери при переключении . Потеря проводимости означает потерю состояния ВКЛ в переключателе, а потеря переключения означает потерю состояния ВЫКЛ в переключателе. Как правило, потеря проводимости больше, чем потеря переключения в большинстве операций.

Если мы рассмотрим 180-градусный режим для одной 60-градусной операции, три переключателя разомкнуты, а три переключателя замкнуты. Означает, что общие потери равны трем временам потери проводимости плюс три раза потерь на переключение.

  Полная потеря в 180 градусов = 3 (потеря проводимости) + 3 (потеря переключения)  

Если мы рассмотрим 120-градусный режим для одной 60-градусной операции, два переключателя разомкнуты, а остальные четыре переключателя замкнуты. Означает, что общая потеря равна двум временам потери проводимости плюс четыре раза потери переключения.

  Полная потеря в 120 градусах = 2 (потеря проводимости) + 4 (потеря переключения)  

(IV) Классификация в соответствии с методикой управления

• Широтно-импульсная модуляция (один ШИМ)
• многоимпульсная широтно-импульсная модуляция (MPWM)
• Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)
• Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

Выход инвертора – прямоугольный сигнал, и этот сигнал не используется для нагрузки.Метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) используется для управления выходным напряжением переменного тока. Это управление достигается путем управления периодами включения и выключения переключателей. В технике ШИМ используются два сигнала; один – опорный сигнал, а второй – треугольный несущий сигнал. Импульс затвора для переключателей генерируется путем сравнения этих двух сигналов. Существуют разные типы методов ШИМ.

1) Широтно-импульсная модуляция (один ШИМ)

Для каждого полупериода в этом методе управления доступен единственный импульс.Опорный сигнал представляет собой сигнал прямоугольной формы, а сигнал несущей – сигнал треугольной формы. Отпирающий импульс для переключателей генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Частота выходного напряжения управляется по частоте опорного сигнала. Амплитуда опорного сигнала Аг и амплитуда сигнала несущей Ас, то индекс модуляции может быть определен как Ar / Ac. Основным недостатком этого метода является высокое содержание гармоник.

2) Многоимпульсная широтно-импульсная модуляция (MPWM)

Недостаток метода одиночной широтно-импульсной модуляции решается с помощью нескольких ШИМ.В этом методе вместо одного импульса используется несколько импульсов в каждом полупериоде выходного напряжения. Ворот генерируется путем сравнения опорного сигнала и сигнала несущей. Выходная частота контролируется путем управления частотой несущего сигнала. Индекс модуляции используется для управления выходным напряжением.

Количество импульсов за полупериод = фк / (2 * ф0)

где fc = частота несущего сигнала

f0 = частота выходного сигнала

3) Синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM)

Этот метод управления широко используется в промышленности.В вышеупомянутых обоих методах опорный сигнал является прямоугольным сигналом. Но в этом методе опорный сигнал является синусоидальным сигналом. Отпирающий импульс для переключателей генерируются путем сравнения опорного синусоидального сигнала волны с треугольной несущей волной. Ширина каждого импульса изменяется с изменением амплитуды синусоидальной волны. Частота выходного сигнала такой же, как частота опорного сигнала. Выходное напряжение представляет собой синусоидальную волну, а среднеквадратичное напряжение можно регулировать с помощью индекса модуляции.Форма волны показана на рисунке ниже.

4) Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (MSPWM)

Из-за характеристики синусоиды, ширина импульса волны не может быть изменена с изменением индекса модуляции в методе SPWM. Это причина, техника MSPWN введена. В этом методе сигнал несущей применяется в течение первого и последнего 60-градусного интервала каждого полупериода. Таким образом, его гармоническая характеристика улучшается.Основным преимуществом этого метода является увеличение фундаментальной составляющей, уменьшение количества коммутирующих силовых устройств и снижение потерь на переключение. Форма волны показана на рисунке ниже.

(В) по количеству уровней на выходе

• Стандартный двухуровневый инвертор
• многоуровневый инвертор

1) Обычный двухступенчатый инвертор

Эти инверторы имеют только уровни напряжения на выходе, которые представляют собой положительное пиковое напряжение и отрицательное пиковое напряжение.Иногда наличие нулевого уровня напряжения также называется двухуровневым инвертором.

2) Многоуровневые инверторы

Эти инверторы могут иметь несколько уровней напряжения на выходе. Многоуровневый инвертор разделен на четыре части.

– инвертор с летающими конденсаторами

– Инвертор с диодным зажимом

– гибридный инвертор

– Каскадный инвертор H-типа

Каждый инвертор имеет свой собственный дизайн для работы, здесь мы кратко объяснили эти инверторы, чтобы получить основные идеи о них.

,

строковых преобразователей, оптимизаторов питания и микроинверторов

Последнее обновление 16.07.2020

Если вы рассматриваете систему солнечных панелей для своего дома, одним из ключевых решений, которое вам нужно сделать, является тип устанавливаемого инвертора. Инверторы преобразуют электричество постоянного тока (DC), генерируемое вашими солнечными батареями, в полезное электричество переменного тока (AC).Учитывая сложную силовую электронику и программное обеспечение, содержащееся в ней, инверторы жизненно важны для успеха вашей солнечной энергосистемы.

Разрушающие инверторные технологии солнечных батарей: строковые инверторы, оптимизаторы мощности и микроинверторы

В настоящее время для вашей системы солнечной энергии доступны три типа инверторов: строковые инверторы (также известные как централизованные), системы оптимизации мощности (также известные как строковые инверторы + оптимизаторы мощности), и микроинверторы .Микроинверторы и оптимизаторы мощности часто вместе называются «силовая электроника на уровне модулей» или MLPE .

Струнные инверторы

являются наиболее распространенным вариантом в мире и составляют подавляющее большинство мирового рынка инверторов, особенно для систем более крупного масштаба. Тем не менее, технологии MLPE приобрели популярность и долю рынка за последние пять лет, так как их стоимость снизилась.

Ключевые выводы: строковые инверторы, микроинверторы и оптимизаторы мощности

• Инверторы преобразуют электричество постоянного тока, которое вырабатывают ваши солнечные панели, в удобное для электропитания переменное напряжение.
• Три основных варианта инверторов, доступных для жилых и коммерческих солнечных установок, – это строковые инверторы, микроинверторы и системы оптимизации мощности.
• Исторически строковые инверторы являются наиболее распространенными в мире.
Микроинверторы
• и системы оптимизации мощности, как правило, дороже, чем строковые инверторы.
Микроинверторы
• и оптимизаторы мощности позволяют контролировать мощность каждой отдельной панели.
  

Строковые инверторы

String инверторы являются наиболее экономически эффективным вариантом инвертора, доступным в U.S. Традиционно компании, занимающиеся установкой солнечных батарей, обычно предлагали системы со строковыми инверторами, если ваша крыша имела ограниченное затенение в течение дня и не смотрела в нескольких направлениях (например, остроконечная крыша). Тем не менее, последние обновления оборудования и программного обеспечения от основных компаний, занимающихся строковым преобразователем, теперь позволяют применять их в более широком диапазоне обстоятельств.

Как работают строковые инверторы

Ваши солнечные панели организованы в группы, соединенные «струнами», отсюда и их название. Несколько цепочек панелей могут быть подключены к одному инвертору , который преобразует электричество постоянного тока, производимое панелями, в удобное для использования электричество переменного тока.

Технология строкового инвертора использовалась десятилетиями. Это очень надежная, проверенная временем технология, которая может не подходить для определенных типов установок. Хотя современная солнечная технология позволяет отдельным панелям продолжать вырабатывать энергию, даже если часть панели затенена, без силовой электроники на уровне модулей строковые инверторы могут оптимизировать выходную мощность только на уровне струн, а не на уровне отдельных панелей. Это означает, что системы строкового инвертора могут не подходить для домов, склонных к затенению в течение дня.Тем не менее, их простота установки и низкая цена делают их привлекательными для многих домовладельцев и монтажников.

Одной из наиболее распространенных причин того, что отдельные солнечные панели вырабатывают меньше энергии или вообще прекращают производство энергии, является затенение от близлежащих объектов. Если ваша крыша склонна к затенению в течение дня или в определенные сезоны, вы можете либо удалить источник тени (например, срубить дерево), либо установить панели там, где они не будут затенены.

Оптимизаторы мощности

Оптимизаторы мощности

, тип силовой электроники модульного уровня, предлагают многие из тех же преимуществ, что и микроинверторы (как показано ниже), но, как правило, стоят немного дешевле.Оптимизаторы мощности часто считаются компромиссом между более дорогими микроинверторами и стандартным струнным инвертором.

Как работают оптимизаторы питания

Как и микроинверторы, оптимизаторы питания – это устройства, расположенные на каждой панели. Однако вместо того, чтобы преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока на площадке панели, они «кондиционируют» электричество постоянного тока и отправляют его на цепной инвертор. В сценариях, где ваша крыша затенена, оптимизация уровня панели, обеспечиваемая оптимизаторами мощности, приводит к более высокой эффективности системы, чем при использовании одного строкового инвертора.

Как и в случае микроинверторов, оптимизаторы питания снижают влияние затенения панели на производительность системы, а также обеспечивают мониторинг производительности на уровне панели. Системы, в которых используются оптимизаторы, зачастую более доступны, чем те, которые используют микроинверторы.

Микроинверторы

Микроинверторы

, еще одна разновидность силовой электроники модульного уровня, набирают популярность, особенно для бытовых солнечных систем. Микроинверторы, как правило, стоят дороже, чем строковые инверторы или оптимизаторы мощности, однако недавнее снижение их стоимости сделало их более конкурентоспособным вариантом.

Как работают микроинверторы

Микроинверторы установлены на каждой отдельной панели в системе солнечной энергии. Они преобразуют электричество постоянного тока от ваших солнечных батарей в электричество переменного тока на вашей крыше, без необходимости отдельного центрального инвертора. Во многих случаях микроинверторы монтируются на задней панели самой солнечной панели, но они также могут быть установлены рядом с панелью в вашей стойке солнечной панели.

Микроинверторы

выводят MLPE на логический вывод: в то время как оптимизаторы мощности собирают электроэнергию с ваших панелей и отправляют ее на центральный инвертор для преобразования постоянного тока в переменный, микроинверторы производят инверсию постоянного тока в переменный прямо на каждой отдельной солнечной панели.В результате, как и в случае систем оптимизации мощности, микроинверторы также позволяют контролировать производительность отдельных солнечных панелей.

Найдите полный список производителей MLPE в нашей статье о возможностях микроинвертора и оптимизатора питания.

Как «умные модули» используют микро-инверторы и оптимизаторы мощности

Все чаще производители микроинверторов и оптимизаторов питания сотрудничают с производителями солнечных батарей для создания «умных модулей». Проще говоря, интеллектуальный модуль – это солнечная панель с уже встроенным в нее оборудованием MLPE.Это упрощает установку и сокращает трудозатраты для установщиков. Многие из крупнейших мировых производителей панелей теперь имеют опции интеллектуальных модулей, в том числе LG, Panasonic и SunPower.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage – это национальный онлайн-рынок солнечных батарей: когда вы регистрируетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес с помощью индивидуальных предложений по солнечной энергии, разработанных в соответствии с вашими потребностями. Более 10 миллионов человек приезжают в EnergySage каждый год, чтобы узнать, купить и инвестировать в солнечную энергию.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы увидеть, сколько солнечной энергии может спасти вас.

,

Статьи Инвертор | Инверторы R Us

Кабели аккумуляторов силового инвертора – не самая захватывающая вещь в мире, но есть вероятность, что, если вы читаете это, у вас, вероятно, есть интерес к ним, и у вас может возникнуть вопрос или два относительно того, какой кабель аккумулятора подходит для вашего применения. , Во-первых, давайте поговорим о кабелях силовых инверторов разных размеров, которые мы поставляем, и на какие инверторы они рассчитаны. Мы несем 4 AWG, 1/0 AWG и 4/0 AWG аккумуляторные кабели, которые сделаны в США и нарезаны, обжаты и термоусадкой здесь в хорошем ole Reno NV квалифицированным мастером, который гордится своей работой.Говоря о Reno, вот небольшой шаг к местным жителям: если вам нужно отличное качество, кабели батареи UL сделаны быстро, позвоните нам по телефону 866-419-2616. Заказать и забрать в тот же день.

4 AWG Кабели для аккумуляторов

Четыре силовых кабеля AWG должны использоваться на силовых преобразователях мощностью до 1500 Вт и чаще всего используются на преобразователях мощностью 900, 1000, 1100, 1200 Вт. Инверторы меньшего размера обычно поставляются с коротким кабелем 6 AWG, который входит в комплект поставки инвертора. Вы можете найти наши кабели 4 AWG здесь, на IRU и на Amazon.Большинство клиентов используют комплект предохранителей ANL на 150 А, который подключается к положительному кабелю от силового преобразователя к аккумулятору.

1/0 AWG Кабели для аккумуляторов

Аккумуляторные кабели 1/0 AWG должны использоваться на силовых преобразователях мощностью до 3500 Вт и чаще всего используются на преобразователях 2000, 2200, 2500, 3000, 3300 и 3500 Вт. Вы можете найти наши кабели 1/0 AWG здесь, на IRU и на Amazon. У нас есть 200A и 300A ANL предохранители и наборы предохранителей, доступные для использования с кабелями 1/0 AWG. Вы также можете найти их на IRU и Amazon.

4/0 AWG Кабели для аккумуляторов

Аккумуляторные кабели 4/0 AWG должны использоваться на силовых преобразователях мощностью более 3500 Вт и чаще всего используются на преобразователях 4000, 4400, 5000, 6000, 6600, 7000, 8000, 9000, 10000 и 12000 Вт. Вы можете найти наши кабели 4/0 AWG здесь, на IRU и на Amazon. Для этих более крупных приложений используйте один из комплектов предохранителей 500A ANL, который можно найти здесь, на IRU или на Amazon. В обзоре: 4 AWG – до 1500 Вт 1/0 AWG – до 3500 Вт 4/0 AWG – более 3500 Вт Если у вас есть какие-либо вопросы относительно кабелей и их размеров, которые подходят для вашего применения, пожалуйста, не стесняйтесь позвонить нам по телефону 866-419-2616, и мы поможем вам найти все, что вам нужно.,

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт