L'inverter è un dispositivo elettronico la cui funzione principale è convertire la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA). Questo processo di conversione è particolarmente importante per generare energia CA da fonti di alimentazione CC come batterie, pannelli solari o celle a combustibile, al fine di poter alimentare dispositivi progettati per l'uso con fonti di alimentazione di rete standard (tipicamente 220 V, 50 Hz o corrispondenti tensione e frequenza della rete nazionale) quali elettrodomestici, macchine per ufficio, macchine industriali, ecc.
I componenti principali di un inverter includono il ponte inverter, il circuito logico di controllo e il circuito di filtraggio. Il ponte inverter utilizza componenti elettronici di potenza come transistor bipolari a gate isolato (IGBT) per eseguire l'effettiva conversione da CC a CA. Il circuito logico di controllo garantisce che la tensione e la frequenza dell'alimentazione CA in uscita siano stabili e possano essere fissate o regolate secondo necessità. Il circuito di filtraggio viene utilizzato per attenuare la forma d'onda di uscita, avvicinandola alla forma d'onda sinusoidale ideale, migliorando così la qualità dell'alimentazione.
Tipi di inverter
In base alla frequenza della potenza CA in uscita dall'inverter, è possibile suddividerla in inverter a frequenza di rete (50-60Hz), inverter a media frequenza (generalmente da 400 Hz a KHz) e inverter ad alta frequenza (generalmente da kHz a MHz ).
In base al numero di fasi emesse dall'inverter, questo può essere suddiviso in inverter monofase, inverter trifase e inverter multifase.
In base alla direzione della potenza di uscita dell'inverter, questo può essere suddiviso in inverter attivi e inverter passivi. L'inverter che trasferisce l'energia elettrica prodotta dall'inverter alla rete elettrica industriale è detto inverter attivo; Un inverter che trasferisce l'energia elettrica prodotta dall'inverter a un determinato carico elettrico è chiamato inverter passivo.
In base alla forma del circuito principale dell'inverter, può essere suddiviso in inverter a terminazione singola, inverter push-pull, inverter a mezzo ponte e inverter a ponte intero.
A seconda del tipo di dispositivo di commutazione principale dell'inverter, può essere suddiviso in inverter a tiristori, inverter a transistor, inverter ad effetto di campo e inverter a transistor bipolare a gate isolato (IGBT). Possono inoltre essere suddivisi in due categorie: inverter "semi controllati" e inverter "completamente controllati". Il primo non ha la capacità di autospegnimento e perde il controllo dopo l'accensione del componente, per questo è chiamato "tipo a semicontrollo". I tiristori appartengono a questa categoria. Sia l'accensione che lo spegnimento possono essere controllati dall'elettrodo di controllo, quindi è chiamato "tipo completamente controllato". I transistor di potenza ad effetto di campo e i doppi transistor a gate isolato (IGBT) appartengono a questa categoria.
In base alla modalità di alimentazione CC, può essere suddiviso in inverter con sorgente di tensione (VSI) e inverter con sorgente di corrente (CSI). Il primo ha una tensione continua quasi costante e una tensione di uscita ad onda quadra alternata; La corrente continua di quest'ultimo è quasi costante e la corrente di uscita è un'onda quadra alternata.
In base alla forma d'onda della tensione o della corrente di uscita dell'inverter, può essere suddiviso in inverter con uscita a onda sinusoidale e inverter con uscita a onda non sinusoidale.
Secondo il metodo di controllo dell'inverter, può essere suddiviso in inverter a modulazione di frequenza (PFM) e inverter a modulazione di larghezza di impulso (PWM).
In base alla modalità di funzionamento del circuito di commutazione dell'inverter, può essere suddiviso in inverter risonanti, inverter a commutazione dura a frequenza fissa e inverter a commutazione morbida a frequenza fissa.
Secondo il metodo di commutazione degli inverter, questi possono essere suddivisi in inverter a commutazione del carico e inverter ad autocommutazione.
Qual è la differenza tra inverter e trasformatori
Gli inverter sono apparecchiature comunemente utilizzate nell'industria e la loro funzione è modificare in qualche modo la corrente. Per migliorare la comprensione degli inverter da parte di tutti, questa sezione introdurrà la differenza tra inverter e trasformatori ed esplorerà se i trasformatori possono essere trasformati in inverter.
Un trasformatore è un dispositivo che sfrutta il principio dell'induzione elettromagnetica per modificare la tensione alternata. I componenti principali includono bobina primaria, bobina secondaria e nucleo di ferro (nucleo magnetico). Trova largo impiego in campo industriale.
1. I trasformatori possono essere utilizzati come inverter?
I trasformatori possono essere utilizzati come inverter? La risposta è no. Gli inverter e i trasformatori sono fondamentalmente diversi. Ha un ingresso DC e un'uscita AC. Il suo principio di funzionamento è lo stesso di un alimentatore switching, ma la frequenza di oscillazione rientra in un certo intervallo. Ad esempio, se la frequenza è 50HZ, l'uscita sarà AC 50HZ. Quindi, un inverter è un dispositivo che può modificare la sua frequenza di uscita. I trasformatori possono essere utilizzati come inverter? No, i trasformatori si riferiscono generalmente a dispositivi all'interno di uno specifico intervallo di frequenza. È alimentato dall'ingresso di corrente alternata e quindi emette corrente alternata, ma modifica solo l'entità della tensione di uscita. Ad esempio, i trasformatori di frequenza di rete sono tipi comuni di trasformatori. Sia l'ingresso che l'uscita sono fonti di alimentazione CA e possono funzionare solo entro l'intervallo di 40-60HZ.
2. Qual è la differenza tra un trasformatore e un inverter?
Gli inverter convertono la corrente continua in corrente alternata, mentre i trasformatori sono dispositivi elettrici che sfruttano il principio dell'induzione elettromagnetica per convertire l'energia elettrica. Può convertire la corrente alternata di una tensione e corrente in un'altra corrente alternata della stessa frequenza.
In poche parole, un inverter è un dispositivo elettronico che converte la corrente continua a bassa tensione (12 o 24 volt) in corrente alternata a 220 volt. Perché di solito rettifichiamo l'alimentazione CA da 220 V in alimentazione CC per l'uso, mentre gli inverter sono l'opposto, da cui il nome. Siamo nell'era del “mobile”, con ufficio mobile, comunicazione mobile, tempo libero mobile e intrattenimento mobile. In uno stato mobile, le persone non hanno solo bisogno dell’energia CC a bassa tensione fornita dalle batterie, ma anche dell’indispensabile alimentazione CA da 220 V nel nostro ambiente quotidiano e gli inverter possono soddisfare le nostre esigenze.
Applicazione dell'inverter
1. Generazione di energia solare da parte dell'utente
R. Un piccolo alimentatore da 10-100W viene utilizzato per la vita militare e civile in aree remote prive di elettricità come altipiani, isole, aree pastorali e avamposti di confine, come illuminazione, televisione, registratori, ecc.
B. 3-5Sistema di generazione di energia collegato alla rete solare domestica sul tetto da KW.
C. Pompa dell'acqua fotovoltaica: risolvere il problema del consumo di pozzi profondi e dell'irrigazione in aree prive di elettricità.
2. Trasporti
Come luci di navigazione, luci di segnalazione stradali/ferroviarie, luci di segnalazione/avviso del traffico, luci stradali, luci di ostruzione ad alta quota, cabine telefoniche wireless autostradali/ferroviarie, alimentatori per trasferimento stradale senza equipaggio, ecc.
3. Campo comunicazione/comunicazione
Stazione di relè a microonde solare senza equipaggio, stazione di manutenzione del cavo ottico, sistema di alimentazione di trasmissione/comunicazione/cercapersone; Sistema fotovoltaico telefonico per telecomunicazioni rurali, piccola macchina di comunicazione, alimentatore GPS per soldati, ecc
4. Settori petroliferi, marini e meteorologici
Oleodotti, sistemi di generazione di energia solare con protezione catodica per chiuse di serbatoi, fonti di energia domestiche e di emergenza, piattaforme di trivellazione petrolifera, apparecchiature per l'esplorazione oceanica, apparecchiature per l'osservazione meteorologica/idrologica, ecc.
5. Alimentazione per l'illuminazione domestica
Come luci da cortile, lampioni stradali, luci portatili, luci da campeggio, luci da trekking, luci da pesca, luci a luce nera, luci da taglio in gomma, luci a risparmio energetico, ecc.
6. Centrale fotovoltaica
Centrale elettrica fotovoltaica indipendente da 10KW-50MW, centrale elettrica complementare eolica solare (diesel), varie stazioni di ricarica per parcheggi di grandi dimensioni, ecc.
7. Edifici ad energia solare
Combinare la produzione di energia solare con materiali da costruzione per raggiungere l’autosufficienza elettrica per i futuri edifici su larga scala è una delle principali direzioni di sviluppo.
Guasti comuni e soluzioni degli inverter
Essendo un dispositivo di conversione dell'energia, gli inverter possono riscontrare vari guasti durante l'uso. Di seguito è riportata una spiegazione dettagliata dei guasti comuni, delle cause e delle soluzioni menzionate:
1. Bassa impedenza di isolamento
Motivo:L'ambiente esterno è umido, il che comporta una diminuzione dell'isolamento dell'inverter verso terra; Il connettore CC potrebbe avere una staffa di cortocircuito immersa nell'acqua e potrebbero essere presenti punti neri sui bordi dei componenti che si bruciano, causando perdite alla rete di terra, ecc.
Soluzione:Accendere la ventola per la deumidificazione, controllare e gestire il problema di immersione in acqua del connettore DC, verificare se i componenti sono danneggiati e sostituirli.
2. Bassa tensione del bus
Motivo:L'impedenza della rete elettrica è troppo elevata, il che porta a una digestione o trasmissione inefficace della produzione di energia fotovoltaica; I cavi di uscita troppo lunghi o troppo sottili aumentano l'impedenza.
Soluzione:Aumentare le specifiche del cavo di uscita (cavo più spesso, impedenza inferiore), accorciare il più possibile la distanza tra l'inverter e il punto di connessione alla rete e ridurre la lunghezza del cavo.
3. Guasto corrente di dispersione
Motivo:La scheda di rilevamento dell'inverter potrebbe avere un malfunzionamento.
Soluzione:Sostituire la scheda di rilevamento dell'inverter.
4. Protezione da sovratensione CC
Motivo:Il malfunzionamento dell'IGBT e di altri componenti o le anomalie della rete elettrica impediscono all'inverter di regolare tempestivamente la tensione di uscita.
Soluzione:Controllare e sostituire la scheda IGBT o altri componenti di controllo correlati.
5. Nessuna risposta all'avvio
Motivo:Potrebbe esserci un guasto a terra nel cavo CC dalla scatola combinatrice all'inverter.
Soluzione:Trovare e maneggiare il punto di messa a terra del cavo e, se necessario, sostituire il cavo.
6. Guasto alla rete elettrica
Motivo:La qualità della rete elettrica è instabile o ci sono problemi di sincronizzazione tra l'inverter e la rete elettrica.
Soluzione:Verificare la stabilità della tensione e della frequenza di rete per garantire che le impostazioni dell'inverter corrispondano ai parametri di rete; Se si verifica un problema di sincronizzazione con l'inverter, è necessario riconfigurare o regolare le relative impostazioni.