Инвертором называют устройство которое может преобразовать постоянный ток в переменный. Это устройство является довольно распространенный, как например трансформаторы напряжения или диодные мосты. Однако многие не знают об их существовании и где они используются.
Самым простым примером являются преобразователи напряжения для автомобилей. В последнее время в различных интернет-магазинах, а так же в обычных магазинах и рынках можно увидеть устройства позволяющие запитать электрический прибор с напряжением в 220 Вольт переменного тока от обычного автомобильного прикуривателя имеющего 12 Вольт постоянного тока. Именно за это преобразование и отвечает инвертор.
Еще одно, более узкое применение - сварочные аппараты. Ранее они представляли из себя громозкие и очень тяжелый (20 кг и больше, в зависимости от мощности) устройства, для их перености требовалось 2 человека. Виной тому был тороидальный трансформатор тока, который делал из питающего напряжения 220 Вольт и 20-30 Ампер сварочный ток в 150 - 200 Ампер и напряжением 30-40 Вольт. Применение инвертора позволило сократить вес от 3х до 10 раз и значительно повысить надежность прибора.
И последний пример, который наиболее близкий по тематике к нашему сайту это преобразователи частоты. На входе у нас есть питание в 220 Вольт однофазного напряжения или 380 Вольт трехфазного с частотой 50 Гц. Для управления оборотами электродвигателя нам необходимо менять частоту выходного напряжения. Именно в этом вопросе нам и поможет инвертер.
Принцип работы инвертора
Принцип работы заключается в том, что с помощью определенной схемы инвертор преобразует входной сигнал, например 220 Вольт однофазного напряжения с частотой 50 Герц, в сигнал с высокой частотой 10 кГц и даже выше.
Далее из этого сигнала он с помощью своих компонент или даже под управлением внешнего управляющего устройства заново формирует выходной сигнал. Например в случае частотного преобразователя, формируется выходное напряжение для электродвигателя с квазисинусоидой определенной частоты
По сути на выходе инвертора напряжение не является переменным. Инвертор с помощью частичного преоткрывания его ключей в каждую единицу времени формирует напряжение определенной величины и полярности. Но т.к. сигнал имеет высокую частоту, то для питаемых приборов сигнал будет сильно напоминать обычное переменное напряжение.
Чем более высокочастотный сигнал, тем более гладкой будет выходная синусоида, хотя правильное ее название будет квазисинусоида.
Таким образом инвертор имеет возможность при одном и том же питании выдавать сигнал в очень широком диапазоне частот и напряжения, что является основой работы целого ряда устройств описанных выше.
Использование инверторов позволяет получить ряд дополнительных преимуществ:
- У инверторов может быть реализован пусковой режим. Например, тестозамесочная машина, у Вас электродвигатель в 2,2 кВт, частотник такой же мощности. При запуске установки ей требуется определенное время для того, чтобы сдвинуть тесто с места. Другими словами ток уже поступает на двигатель, но его момента пока еще не хватает чтобы сдвигуть тесто с места, соответственно возникают пусковые токи, как результат падение напряжения в сети, т.е. Соседняя установка уже может не запуститься, или стоящий по соседству компьютер перезагрузиться. Применение частотного преобразователя с инвертором позволяет за счет внутренних компонент обеспечить дополнительную мощность для двигателя не отбирая ее из внешней сети. Нормальными являются показатели в 3-4 номинала в течении 1-2 секунд
- Инвертор за счет внутренних компонент может так же работать определенное время (от 30 секунд до десятков минут) с мощностью выше номинальной в 1,5 - 2 раза. Это повсеместно применяется в промышленности, например в подъемно-транспортном оборудовании
- Инвертор можно применять при "плохом напряжении". Очень часто на предприятиях с устаревшим оборудованием бывают проблемы с питающим напряжением - пониженное или повышенное, частые броски. Инвертор в этом случае будет выводить чистую квазисинусоиду в независимости от входного сигнала. Этот эффект используется в источниках бесперебойного напряжения, когда в стандартной режиме инвертор просто преобразовывает 220 Вольт в 220 Вольт, но уже очищенные, а если он не может этого сделать - включается питание от батарей.