اینورتر وسیله مهمی است که نقش مهمی در تبدیل برق جریان مستقیم (DC) به برق جریان متناوب (AC) دارد. به طور گسترده ای برای کاربردهای مختلف، از تامین برق لوازم خانگی تا تسهیل یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر استفاده می شود. این مقاله اصول اولیه اینورترها، اصول کار آنها، نمونه های کاربردی و مزایای اینورترها در جامعه مدرن را شرح می دهد.

اینورتر چیست؟

اینورتر یا درایو وسیله ای الکترونیکی است که جریان مستقیم را معمولاً از باتری ها یا پنل های خورشیدی به جریان متناوب تبدیل می کند که برای تامین برق وسایل و دستگاه های الکتریکی مختلف استفاده می شود. اینورترها در اندازه‌ها و پیکربندی‌های مختلفی وجود دارند، از دستگاه‌های کوچک و قابل حملی که لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه را تغذیه می‌کنند تا سیستم‌های بزرگ برای نیروگاه‌های خورشیدی متصل به شبکه. برای خرید مبدل به وب سایت آمپرال مراجعه کنید.

اصل کار اینورتر

وظیفه اصلی یک اینورتر تبدیل ولتاژ ثابت و قطبیت الکتریسیته به ولتاژ متناوب و فرکانس متغیر است. این فرآیند تبدیل شامل مراحل مختلفی مانند تصحیح، فیلتر کردن، مدولاسیون و وارونگی است. در اینجا یک نمای کلی از نحوه عملکرد یک اینورتر آورده شده است:

1. راه حل: ولتاژ AC ورودی با استفاده از دیودها یا سایر اجزای نیمه هادی به ولتاژ DC تبدیل می شود.

2. فیلتر کردن: ولتاژ DC برابر و فیلتر می شود تا ریپل یا نوسانات را از بین ببرد.

3. مبدل: ولتاژ DC برای تولید یک AC کنترل شده، معمولا یک ولتاژ سینوسی که ارتباط نزدیکی با مدار اصلی دارد، تبدیل می شود.

4. وارونگی: سپس از دستگاه های متغیر تبدیل شده با ولتاژ DC مانند ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) یا ترانزیستورهای اثر میدان نیمه هادی اکسید فلز (MOSFET) برای تغییر ولتاژ متناوب با سطح ولتاژ مطلوب و موج دار استفاده می کند.

استفاده از اینورتر
 
سرمایه گذاران کاربردهای زیادی در صنایع و بخش های مختلف دارند. برخی از خدمات محبوب عبارتند از: https://gilkhabar.ir/news/i/495687

1. سیستم های برق پشتیبان: از اینورترها در سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای تامین برق پشتیبان در هنگام قطع یا خاموشی و اطمینان از عملکرد مداوم تجهیزات و سیستم های حیاتی استفاده می شود.

2. انرژی تجدیدپذیر: اینورترها اجزای ضروری سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی (PV)، توربین‌های بادی و سایر دستگاه‌های انرژی تجدیدپذیر هستند که برق DC تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی را به برق متناوب مورد استفاده در خانه‌ها، مشاغل و شبکه‌های برق تبدیل می‌کنند. .

3. وسایل نقلیه الکتریکی (EV): از اینورترها در خودروهای الکتریکی برای تبدیل برق DC از باتری به برق AC برای به حرکت درآوردن خودروی الکتریکی استفاده می شود.

4. برق قابل حمل: از اینورترها در ژنراتورهای قابل حمل و اینورترهای برق برای تبدیل برق DC از باتری ها یا سلول های سوختی به برق AC برای کمپینگ، فعالیت های خارج از منزل و مواقع اضطراری استفاده می شود.

مزایای اینورترها

1. بهره وری انرژی: اینورترها با تبدیل DC به AC با حداقل تلفات و بهینه سازی توان خروجی بسته به بار، به بهبود بهره وری انرژی کمک می کنند.

2. کیفیت برق: اینورترها برق AC تمیز و پایدار را با اعوجاج هارمونیک کم تولید می کنند و عملکرد قابل اعتماد تجهیزات الکتریکی را تضمین می کنند و آسیب یا خرابی را به حداقل می رساند.

3. پایداری شبکه: اینورترها نقش مهمی در پایداری شبکه و مدیریت کیفیت برق دارند. با کنترل سطح ولتاژ و فرکانس. و پشتیبانی از توان راکتیو را فراهم می کند

4. مزایای زیست محیطی: اینورترها وابستگی به سوخت های فسیلی را کاهش می دهند و انتشار گازهای گلخانه ای را با امکان ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی کاهش می دهند.

تفاوت اینورتر و درایو

اینورتر و درایو دستگاه های الکترونیکی هستند که برای کنترل سرعت یا جریان دستگاه های الکتریکی استفاده می شوند. اما تفاوت هایی بین آنها وجود دارد:

1. تعریف و کاربرد: - اینورتر: وسیله ای الکترونیکی است که جریان مستقیم را به جریان متناوب و بالعکس تبدیل می کند. عمدتاً برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی استفاده می شود. اغلب در سیستم هایی که از ماشین های القایی (سه فاز) استفاده می کنند استفاده می شود.

- درایو: اصطلاح درایو به هر نوع وسیله کنترل الکترونیکی اطلاق می شود که برای کنترل سرعت، جریان یا گشتاور موتورهای الکتریکی استفاده می شود. این می تواند یک اینورتر یا دستگاه دیگری مانند مبدل فرکانس، یک سیستم PID و غیره باشد.

2. کاربردهای مختلف: - اینورتر: عمدتا برای کنترل سرعت موتورها در صنایع مختلف به ویژه از جمله تولید، انرژی، پمپ و تهویه مطبوع استفاده می شود.

- عملگرها: عملگرها علاوه بر استفاده در موتورهای الکتریکی، می توانند برای کنترل دستگاه های دیگر مانند محرک های خطی، شیرهای هیدرولیک، شیرهای پنوماتیک و ... نیز استفاده شوند.

3. پیچیدگی و ویژگی ها:- اینورتر: به طور کلی اینورترها عملکرد ساده تری دارند و برای کاربردهای خاصی مانند سیستم های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) استفاده می شوند. آنها معمولاً توانایی کنترل سرعت و جریان را دارند.

- درایوها: درایوها به طور کلی برای کاربردهای پیچیده تر و ساده تر با ویژگی هایی مانند کنترل PID، پشتیبانی از چندین ورودی و خروجی، کنترل بازخورد حلقه بسته و امکان اتصال به شبکه های ارتباطی مانند فناوری های اینترنت اشیا (IoT) استفاده می شوند.

به طور خلاصه، مبدل معمولاً یکی از قطعات خودرو است و برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی استفاده می شود. عملگرها عملکردهای زیادی دارند و می توانند برای کاربردهای مختلف استفاده شوند.

تفاوت AC با اینورتر و بدون اینورتر

سیستم های تهویه مطبوع اینورتر و غیر اینورتر (AC) دو نوع سیستم خنک کننده متفاوت با ویژگی ها و عملکردهای متفاوت هستند. بیایید تفاوت بین آنها را بررسی کنیم:

1. اصل کار:

- کولر گازی اینورتر: کولرگازی های اینورتر از کمپرسورهای دور متغیر استفاده می کنند که می توانند سرعت را بر اساس نیاز سرمایشی اتاق تنظیم کنند. آنها به طور مداوم سرعت کمپرسور را برای حفظ کارآمدتر دمای مورد نظر تنظیم می کنند.

- تهویه مطبوع غیر اینورتر: تهویه مطبوع غیر اینورتر دارای کمپرسورهایی هستند که با سرعت ثابت کار می کنند و برای حفظ دمای تنظیم شده، خاموش و روشن می شوند. وقتی روشن می شوند با ظرفیت کامل کار می کنند و وقتی به دمای مطلوب رسیدند خاموش می شوند.

2. بهره وری انرژی:

- اینورتر AC: تامین هوای اینورتر نسبت به مدل های غیر اینورتر کارآمدتر است تنظیم سرعت کمپرسور با توجه به بار خنک کننده باعث کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش قبض برق می شود.

- AC غیر اینورتر: AC های غیر اینورتر انرژی بیشتری مصرف می کنند زیرا هر بار که روشن می شوند با تمام توان کار می کنند. روشن و خاموش کردن مکرر دوچرخه نیز انرژی مصرف می کند.

3. عملکرد خنک کننده:

اینورتر AC: سیستم های تهویه مطبوع تنظیم دما و خنک کننده سریع تری را در مقایسه با مدل های غیر اینورتر ارائه می دهند. آنها می توانند عملکرد خنک کننده را بسته به دما و نیازهای خنک کننده اتاق تنظیم کنند و خنک کننده سازگار و راحت را ارائه دهند.

- AC غیر اینورتر: سیستم های متناوب متناوب غیر اینورتر ممکن است مدت بیشتری طول بکشد تا اتاق را خنک کنند. به خصوص زمانی که هوا گرم است زیرا سیستم با سرعت ثابتی کار می کند ممکن است به دلیل چرخه روشن و خاموش شدن کمپرسور نوسانات دما نیز داشته باشند.

4. سطوح نویز:

اینورتر AC: کولرهای گازی اینورتر نسبت به مدل های غیر اینورتر کم صداتر هستند، زیرا در سرعت های پایین تر کار می کنند. کمپرسور با سرعت متغیر نویز و لرزش را کاهش می دهد و عملکرد را بهبود می بخشد.

- AC غیر اینورتر: کولرهای گازی غیر اینورتر می توانند سر و صدای زیادی ایجاد کنند، به خصوص زمانی که روشن و خاموش می شوند و خاموش می شوند. روشن و خاموش شدن مداوم می تواند به سطوح بالای نویز کمک کند.

5. اولین هزینه ذخیره سازی طولانی مدت است:

- اینورتر AC: خرید کولر گازی اینورتر معمولاً گرانتر از مدل غیر اینورتر است. با این حال، آنها در درازمدت صرفه جویی بیشتری را ارائه می دهند که می تواند سرمایه گذاری اولیه در قبوض کمتر برق را جبران کند.

- AC غیر معکوس: سیستم های متناوب متناوب غیر معکوس عموماً از نظر هزینه اولیه گران تر هستند، اما به دلیل مصرف برق کمتر، هزینه های عملیاتی کمتری دارند.

بنابراین، انتخاب بین کولر گازی اینورتر و غیر اینورتر به عواملی مانند بهره وری انرژی، عملکرد خنک کننده، سطح صدا و ملاحظات بودجه بستگی دارد. در حالی که منابع تغذیه AC اینورتر عملکرد و کارایی انرژی بالایی دارند، مدل‌های غیر اینورتر ممکن است برای کسانی که به دنبال گزینه‌ای مقرون به صرفه هستند مناسب‌تر باشند. در نهایت، مصرف کنندگان باید مزایا و معایب هر نوع را بسنجید تا تعیین کنند که کدامیک به بهترین وجه با نیازها و ترجیحات آنها مطابقت دارد.

پایان

اینورترها دستگاه های همه کاره ای هستند که نقش مهمی در سیستم های قدرت مدرن ایفا می کنند و امکان تبدیل و استفاده کارآمد از برق را در بسیاری از کاربردها فراهم می کنند. اینورترها چه تامین برق اضطراری در هنگام قطع برق، چه استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر یا تامین انرژی خودروهای الکتریکی، اجزای ضروری هستند که به نوآوری و پایداری در بخش انرژی کمک می کنند. با ادامه پیشرفت فناوری، انتظار می‌رود نقش سرمایه‌گذاران بیشتر گسترش یابد و به آینده انرژی پاک‌تر، قابل اعتمادتر و پایدار کمک کند.