0

اینورتر چیست و انواع آن چه کاربردهایی دارد

نویسنده: پشتیبان 10 آبان 1400
اینورتر چیست و انواع آن چه کاربردهایی دارد

در جریانات برقی با ولتاژ متناوب معمولی، تعویض جهت جریان به شکل آهسته و همانند یک موج سینوسی نرم انجام می گیرد. حال برای آنکه بتوانیم جریان هایی پیوسته و متعادل ( بدون شتاب تعویض) داشته باشیم می بایست از معکوس کننده های برقی یا اینورتر ها بهره ببریم که در این متن با آنها به خوبی آشنا خواهیم شد.

اینورتر ها در واقع ابزارهایی هستند که احتمالاً اسم آنها را در صنعت زیاد شنیده باشیم، اما شاید به خوبی با عملکرد و فواید آن ها در این حوزه آشنا نباشیم. در این متن سعی بر آن داریم تا در باب این تجهیزات، انواع آنها و کاربردهایی که می‌توانند داشته باشند صحبت کنیم.

به طور کلی این ابزارها توانایی سوئیچ نمودن جریان مستقیم (DC)  به جریان متناوب (AC) را دارا می باشند. جریان حاصل از این تبدیل، قادر است بر طبق ولتاژ و فرکانس نیازی مورد استفاده قرار گیرد و این روند به واسطه ابزارهایی چون ترانسفورماتور و مدار های سازگار مدیریت می گردد.

دلیل نام گیری این ابزارها این می باشد که پیش تر ها به منظور سوئیچ نمودن جریان مستقیم به متناوب از معکوس کننده ها بهره برده می شد. به عبارت دیگر این طور می‌توان گفت که فعالیت اینورتر برخلاف فعالیت هم سو ساز می باشد. 

ضرورت استفاده اینورتر :

پروسه فعالیت این تجهیزات را می توان به شکل آسان و قابل فهم عنوان کرد. به طور مثال این طور در نظر بگیرید که شما یک باتری قلمی را در درون کنترل تلویزیون قرار داده اید. پس از فشردن کلید ها جریان مستقیم مثل یک اتومبیل در حال سبقت دائماً در یک سو در حرکت است، حال چنانچه باتری را از درون کنترل بیرون بیاورید و بر خلاف جهت قبلی جایگذاری کنید و سپس کلید را بفشارید احتمال کار کردن وسیله زیاد است، ممکن است در این حالت شما متوجه تغییری در فعالیت کنترل نشوید اما در واقع جریان ایجاد شده در جهت عکس در حال هدایت است. 

تصور کنید که شما واجد دستانی با سرعت عمل بسیار بالا باشید، اگر در این حالت شما می توانستید در هر ثانیه 40 تا 50 بار جهت باتری را عکس کنید احتمالا دستان شما به عنوان یک موتور مکانیکی معکوس کننده به شمار می ‌رفت که می‌توانست برق مستقیم باطری را به جریان متناوب با فرکانس 40-  سوئیچ نماید. 

البته معکوس کننده هایی که ما از ابزار فروشی در ابعاد کوچک خریداری می‌کنیم در واقعیت بدین صورت عمل نمی کنند. هر چند که برخی از مدل ها واقعاً به شکل مکانیکی فعالیت دارند، و روند عملکرد آنها بهره گیری از کلیدهای الکترو مغناطیسی می باشد که جهت گیری جریان را با شتابی بالا وصل و قطع می نمایند اما سایر مدل ها متفاوت هستند.

توجه داشته باشید که که روند سوئیچ نمودن جریان از فرمی به فرم دیگر با شتاب بالا می تواند به تجهیزات برقی آسیب بزند.

در جریانات برقی با ولتاژ متناوب معمولی، تعویض جهت جریان به شکل آهسته و همانند یک موج سینوسی نرم انجام می گیرد. حال برای آنکه بتوانیم جریان هایی پیوسته و متعادل ( بدون شتاب تعویض) داشته باشیم می بایست از معکوس کننده های برقی یا اینورترها بهره ببریم.

این ابزارها به علت دارا بودن قطعاتی چون خازن می توانند  موج خروجی را در خود حفظ کنند و به شکل تدریجی رها کنند تا تغییر جریان به یکباره به وسایل برقی ورود نکند. 

‏ اینورتر، تفاوت برق DC و AC :

هر چند که ضرورت حضور اینورتر را عنوان کردیم و متوجه شدیم که به جهت عدم آسیب به تجهیزات برقی حضور این ابزار ها الزامی است، اما شاید هنوز هم این نکته برایمان مبهم مانده باشد که چرا بهتر است از ابزارهایی استفاده کنیم که جریانات برقی را به یکدیگر تبدیل کنند. و سوال اصلی اینجاست که آیا تبدیل جریان ها به منظور مصرف کمتر انرژی مثمر ثمر خواهد بود یا خیر ؟

به منظور پاسخ به این سوال می بایست به شرح تمایز بین جریان متناوب و مستقیم بپردازیم.

در جریان متناوب همانگونه که از اسم آن پیداست قطب - و + دائماً در حال تعویض هستند که به میزان تعداد تعویض قطب ها در هر ثانیه فرکانس گفته می شود و معیار اندازه گیری آن هرتز است. به طور مثال در کشور ما برق شهری فرکانسی معادل 50 هرتز دارد.  

استفاده این برق به شکل متناوب دو دلیل اصلی دارد، اول اینکه برق تولیدی در نیروگاه ها به علت سوئیچ سناتورها به شکل اتومات، در حالت اصلی به فرم متناوب تولید می گردد. علت بعدی این است که هدر رفت برق در این فرم به علت تغییر زاویه الکترون ها پایین تر از حالت مستقیم می باشد. 

چنانچه بخواهیم پایین بودن هدر رفت برق در حالت AC  را بیان کنیم می توانیم این مثال را بزنیم که : تصور کنید قرار است یک وسیله یا سنگ را به صورت دستی پرتاب کنیم، در بهترین حالت ممکن  شاید 7 تا 8 متر جلوتر سنگ فرود آید. اما اگر سنگ اولیه را به همراه سنگ دیگری با طناب گره بزنیم و سپس اقدام به پرت کردن آن کنیم مطمئناً در فاصله بسیار دور تری فرود خواهد آمد و این دقیقاً همانند جریان ای سی است، که با تغییر حالت الکترون ها جریان به شکل مفید تری پیشروی می کند.

آشنایی با انواع اینورتر :

اینورتر ها ممکن است بر اساس فاکتورهای متنوعی کلاس بندی شوند که در ادامه به شرح انواع طبقه بندی ها خواهیم پرداخت.

1_ انواع اینورتر بر طبق فرم موج خروجی :

  • مبدل های موج مربعی :

فرم موج خارج شده در این نمونه ها، همانطور که از اسمشان پیداست به شکل مربع می باشد. اغلب تجهیزات برقی در منازل مسکونی که از برق ای سی تغذیه می کنند برای استفاده از موج سینوسی تولید شده اند. مبدل موج مربعی جریان DC را به AC سوئیچ می کند. هرچند جریان خارج شده از نوع AC خالص نمی باشد، برای همین این مدل ها ممکن است در صنعت رایج نباشند.

این مدل جز نمونه های ارزان قیمت در بین سایر مدل ها به شمار می رود و اگر تجهیزات الکتریکی را به یک مبدل موج مربعی اتصال یابیم احتمال  هدررفت جریان زیاد است و حتی ممکن است این وسیله آسیب ببیند. لذا مبدل های موج مربعی اغلب به همراه فیلتر های خاص به منظور ایجاد موج سینوسی مصرف می گردند.

  • مبدل های شبه سینوسی(سینوسی تغییر یافته) :

هر چند که این نمونه ها توانایی تولید موجی کاملاً خالص را ندارند اما موج ساخته شده توسط این مدل مشابه موج سینوسی می باشد. برعکس نمونه قبلی که توانایی سوئیچ کردن قطب مثبت و منفی را به طور کامل داشتند، این مبدل ها تنها قادرند پیش از سوئیچ کردن به مدت کوتاه وقفه‌ ایجاد کنند.

  • مبدل های سینوسی :

این نمونه کاربردی ترین و البته سخت ترین مبدل به شمار می رود. چرا که قادر است موج سینوسی را به حالتی کاملاً خالص ایجاد کند. تمامی ابزارهای الکترونیکی برای فعالیت نیازمند بهره گیری از جریان AC سینوسی خالص هستند.

هرچند با بهره‌گیری از این مبدل‌ ها حجم هدر رفت برق به حداقل می‌رسد اما در مقابل از لحاظ هزینه ای نیز بسیار گرانتر از نمونه‌های پیشین می باشند و شاید از این لحاظ مقرون به صرفه نباشند.

انواع اینورتر بر طبق نوع بار :

 مبدل های تکفاز
شامل مبدل نیم موج و تمام موج می شود
 مبدل های سه فاز
در صنعت اغلب مبدل ها از این نمونه هستند که این مدل نیز خود به دو حالت عملکردی تقسیم می شود :
فعالیت در مد 120 درجه و فعالیت در مد 180 درجه

انواع اینورتر بر طبق PWM :

موج تولید شده از این مبدل فرم مربعی دارد که به منظور استفاده بار مصرف نمی گردند. از روش PWM به منظور مدیریت ولتاژ خروجی ای سی استفاده می گردد ،که به شکل مدیریت "بازه زمانی روشن و خاموش کلید ها" صورت می گیرد.

مبدل هایی که از این روش استفاده می کنند از دو نوع سیگنال بهره می برند : سیگنال منبع اصلی و سیگنال حامل مثلثی . 

این روش شامل چندین زیر گروه به شرح زیر می باشد که ممکن است دستگاه با توجه به نوع کاربرد، نیاز و هدف تولید آن از هر یک از موارد زیر بهره ببرد : 

  • مدولاسیون پهنای پالس منفرد (SPWM)
  • مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (SPWM)
  • مدولاسیون پهنای پالس چندگانه (MPWM)
  • مدولاسیون پهنای پالس سینوسی اصلاح شده (MSPWM)

_ انواع اینورتر بر طبق میزان سطوح خروجی :

اگر بخواهیم مبدل ها را بر طبق میزان سطح های خارج شده طبقه بندی کنیم شامل موارد زیر می شوند :

  • مبدل های دو سطحی معمولی :

این مبدل ها تنها شامل سطح ولتاژی در قسمت خروجی می باشند که شامل ولتاژ قله مثبت و منفی است. چنانچه مبدل شامل سطح ولتاژ صفر نیز بشود آن را مبدل دو سطحی می نامند. 

  • مبدل های چند سطحی :

همانطور که از نام آنها مشخص است شامل تعداد بیشتری از ولتاژ ها در خروجی می باشند.

کاربرد اینورتر ها :

_ استفاده به عنوان مخزن تغذیه

_ بهره گیری به عنوان منبع در مواقع اضطراری

_ گرمکن القایی

_ جابجایی به طریق HVDC

_ مدیریت سرعت چرخش

_ مصرف در وسایل نقلیه و خودروهای هیبریدی

_ جوشکاری

قیمت انواع اینورتر و خرید اینورتر با بهترین قیمت :

باید این نکته را مد نظر داشته باشید که نمی توان رنج قیمتی ثابتی را برای این کالا ها عنوان کرد. چرا که به علت نوسانات ارزی و همچنین با توجه به آپشن ها، برند، توان و متریال لحاظ شده شامل رنج قیمت متنوعی هستند. لذا شما می توانید به منظور خرید این تجهیزات، اطلاع از قیمت ها و همچنین آگاهی از جزئیات محصولات با مشاهده کالای مورد نظر در سایت و یا برقراری ارتباط با کارشناسان فروش از اطلاعات تکمیلی این ابزار ها جویا شوید.