Инвертор мощности

Инвертор мощности , инвертор или инвертор - это силовое электронное устройство или схема, которая изменяет постоянный ток (DC) на переменный ток (AC). ^[1] Результирующая частота переменного тока зависит от конкретного используемого устройства. Инверторы делают противоположность «преобразователям», которые изначально были большими электромеханическими устройствами, преобразующими переменный ток в постоянный. ^[2]

Входное напряжение , выходное напряжение и частота, а также общая потребляемая мощность зависят от конструкции конкретного устройства или схемы. Инвертор не производит никакой мощности; питание обеспечивается источником постоянного тока.

Инвертор мощности может быть полностью электронным или может представлять собой комбинацию механических эффектов (например, вращающегося устройства) и электронных схем.Статические инверторы не используют движущиеся части в процессе преобразования.

Инверторы мощности в основном используются в электроэнергетике, где присутствуют высокие токи и напряжения; схемы, которые выполняют ту же функцию для электронных сигналов, которые обычно имеют очень низкие токи и напряжения, называются генераторами . Цепи, выполняющие обратную функцию, преобразующие переменный ток в постоянный, называются выпрямителями .

Типичное устройство или схема инвертора мощности требует стабильного источника питания постоянного тока , способного обеспечить ток, достаточный для предполагаемых потребностей системы в мощности. Входное напряжение зависит от конструкции и назначения инвертора. Примеры включают:

Инвертор может создавать прямоугольную волну, модифицированную синусоиду, импульсную синусоиду, широтно-импульсно-модулированную волну (ШИМ) или синусоиду в зависимости от конструкции схемы. Обычные типы инверторов производят прямоугольные или квазипрямоугольные волны. Одним из показателей чистоты синусоидального сигнала является полное гармоническое искажение (THD). Импульс прямоугольной формы с коэффициентом заполнения 50% эквивалентен синусоидальной волне с коэффициентом нелинейных искажений 48%. ^[4] Технические стандарты для коммерческих распределительных сетей требуют менее 3% THD в форме волны в точке подключения потребителя. Стандарт IEEE 519 рекомендует менее 5% THD для систем, подключенных к электросети.

Инвертор на отдельно стоящей солнечной электростанции

Обзор инверторов для солнечных электростанций

Прямоугольная волна

Синусоидальная волна

Форма волны, создаваемая прикуривателем. Инвертор от 12 В постоянного тока до 120 В переменного тока с частотой 60 Гц.

Пример напряжения ШИМ, модулированного серией импульсов ■ . Фильтр нижних частот с последовательными катушками индуктивности и шунтирующими конденсаторами необходим для подавления частоты переключения. После фильтрации это приводит к почти синусоидальной форме волны ■ . Компоненты фильтрации меньше и удобнее, чем те, которые необходимы для сглаживания модифицированной синусоиды до эквивалентной гармонической чистоты.

Инвертор, предназначенный для обеспечения 115 В переменного тока от источника постоянного тока 12 В, установленного в автомобиле. Показанный блок обеспечивает до 1,2 ампер переменного тока, что достаточно для питания двух лампочек мощностью 60 Вт.

Внутренний вид солнечного инвертора. Обратите внимание на множество больших конденсаторов (синие цилиндры), используемых для краткосрочного накопления энергии и улучшения формы выходного сигнала.

Вверху: Показана простая инверторная схема с электромеханическим переключателем и автоматическим эквивалентным устройством автоматического переключения, реализованным с двумя транзисторами и автотрансформатором с расщепленной обмоткой вместо механического переключателя.

Прямоугольная форма волны с основной синусоидальной составляющей, 3-й гармоникой и 5-й гармоникой

Схема мостового инвертора H с транзисторными ключами и встречно-параллельными диодами

Трехфазный инвертор с нагрузкой, соединенной звездой

Схема переключения 3-фазного инвертора, показывающая 6-ступенчатую последовательность переключения и форму волны напряжения между клеммами A и C (состояния 2 ³ − 2)

12-импульсный инвертор с линейной коммутацией