اینورتر چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اینورتر چیست و چه کاربردهایی دارد؟ | Inverter (معکوس کننده / مبدل برق)

دستگاهی الکتریکی است که می تواند جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل کند. جریان AC تبدیل شده می توانند بر اساس نیاز در هر ولتاژ و فرکانسی باشد که بوسیله ترانسفورماتورهای مناسب و مدارها کنترل می شود. علت نامگذاری این است که قبلا برای تبدیل کردن DC به AC از مبدل های AC به DC به صورت معکوس استفاده می شد؛ در واقع اینورتر (Inverter) عمل مخالف تابع یکسوساز را انجام می دهد.

 اینورترهای استاتیک قطعات متحرک ندارند و در رنج وسیعی از کاربردها استفاده می شوند. از منابع تغذیه سوئیچینگ در کامپیوترها تا کاربردهای جریان مستقیم ولتاژ بالای تاسیسات الکتریکی برای انتقال عمده توان. اینورترهای الکتریکی، اسیلاتورهای الکتریکی توان بالا هستند. اینورترها معمولا برای تغذیه توان AC از منبع DC استفاده می شوند (مانند پنل خورشیدی یا باتری ها).

یک ترانسفورمر منبع AC را به هر ولتاژ مطلوب تبدیل می کند، اما در همان فرکانس؛ اما اینورترها، به علاوه یکسوسازهای DC، می توانند برای تبدیل از هر ولتاژ AC یا DC، به هر ولتاژ دیگر AC یا DC، در هر فرکانسی طراحی شود. توان خروجی هرگز از توان ورودی تجاوز نمی کند، اما راندمان می تواند زیاد باشد، با یک نسبت از توان اتلافی به عنوان گرمای تلف شده.

در یک مدار اینورتر ساده، منبع DC از طریق سر وسط سیم پیچ ورودی به یک ترانسفورمر متصل می شود. یک کلید به سرعت بین سیم پیچ های بالا و پایین، سوئیچ می شود تا جریان منبع DC به صورت متناوب از طریق یک سر سیم پیچ اولیه و سپس از دیگری جاری شود. تناوب جریان در سیم پیچ اولیه ترانسفورمر در سیم پیچ ثانویه، جریان متناوب (AC) تولید می کند.

نوع الکترومکانیکی تجهیزات سوئیچینگ شامل دو اتصال ثابت و یک اتصال متحرک با نگهدارنده فنری است. فنر، اتصال متحرک را خلاف جهت یکی از اتصالات ثابت نگه می دارد و یک آهنربای مغناطیسی اتصال متحرک را به سمت اتصال ثابت مخالف می کشد. جریان آهنربای مغناطیسی با عمل سوئیچ قطع می شود. به طوری که کلید دائما و به سرعت بین سیم پیچ های بالا و پایین سوئیچ می شود. این نوع کلید " اینورتر الکترومغناطیسی " و یا " ویبراتور " و یا " بیزر " نامیده می شود (قبلا در رادیوهای لامپی اتومبیل استفاده می شد). مکانیزمی مشابه، در زنگ دربها، بیزرها و سرنگ خالکوبی استفاه شده است. هنگامی که آنها در حال در دسترس بودن با توان نامی مناسب بودند، ترانزیستورها و انواع مختلف دیگر سوئیچ های نیمه هادی در طراحی مدارات اینورتر وارد شدند.

اینورترها در ظرفیتهای مختلف ساخته می شوند مثلا برای یک موتور با توان 20 اسب بخار باید از اینورتر 20HP استفاده نمود. از نظر ورودی اینورترها به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می گردند. در واقع دستگاهی الکترونیکی است که بوسیله آن می توان سرعت موتورهای سه فاز را تغییر داد. برای اینورترهای با توان بالای 3 اسب بخار فقط از ورودی سه فاز استفاده می گردد (البته خروجی همه اینورترها سه فاز است). اینورتر به صورت هوشمند میزان بار وارده به موتور را تشخیص داده و متناسب با همان بار، به موتور جریان می دهد و این جریان در بسیاری از مواقع از جریان نامی موتور کمتر است. برخی از اینورتر های با توان پایین دارای هشداری مبنی بر عدم استفاده از آنها برای روشن کردن لامپ های فلورسنت معمولی هستند. دلیل این هشدار این است که خازن تصحیح توان به صورت موازی با لامپ وصل شده است. با برداشتن خازن مشکل رفع خواهد شد.

 ویژگی ها و کاربردهای اینورتر

* ذخیره کردن انرژی تا ۵۰% در نتیجه کاهش مصرف انرژی (کاهش مصرف برق)
* نبودن شوک راه اندازی در نتیجه کاهش جریان راه اندازی (افزایش طول عمر موتور)
* فراهم کردن امکان تغییر سرعت موتور
* ایجاد سرعت بیشتر از سرعت نامی موتور
* برنامه ریزی حرکت
* امکان تغییر جهات حرکت موتور
* حفاظت داشتن در مقابل اضافه بار
* کار کردن موتور حتی با وجود ولتاژ ورودی متغیر
* امکان کنترل از راه دور

دیگر کاربردها و مزایای آن می توان به موارد زیر اشاره کرد :

* تنظیم کننده سرعت موتور (کنترل دور)
* تغیر دهنده جهت دور به راحتی و بدون نیاز به کنتاکتور
* روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی
* کاهش ضربه های مکانیکی و در نتیجه افزایش طول عمر مفید قسمت مکانیکی (بیشتر شدن عمر مفید قطعات مکانیکی)
* حفاظت موتور در مقابل افزایش ولتاژ و جلوگیری از آسیب دیدن موتور

از اینورترها در سه ناحیه استفاده می شود:

1- فعالیت های گشتاور ثابت مانند میکسرها، اکسترودرها، نوارهای نقاله و غیره
2- فعالیت های توان ثابت مانند کشش و دستگاه های ماشینی
3- فعالیت های گشتاور متغیر مانند فن و پمپ