אינוורטר הוא מכשיר אלקטרוני שתפקידו העיקרי הוא להמיר זרם ישר (DC) לזרם חילופין (AC). תהליך המרה זה חשוב במיוחד להפקת מתח AC ממקורות מתח DC כגון סוללות, פאנלים סולאריים או תאי דלק, על מנת להיות מסוגלים להפעיל מכשירים המיועדים לשימוש עם מקורות חשמל סטנדרטיים ברשת (בדרך כלל 220V, 50Hz, או התקן המקביל מתח ותדירות של הרשת הלאומית) כגון מכשירי חשמל ביתיים, ציוד משרדי, מכונות תעשייתיות וכו'.
מרכיבי הליבה של מהפך כוללים את גשר המהפך, מעגל לוגי הבקרה ומעגל הסינון. גשר המהפך משתמש ברכיבי הספק אלקטרוניים כגון טרנזיסטורים דו-קוטביים של שער מבודד (IGBT) כדי לבצע המרת DC ל-AC בפועל. מעגל לוגי הבקרה מבטיח שהמתח והתדירות של הספק AC פלט יציבים וניתנים לתיקון או התאמה לפי הצורך. מעגל הסינון משמש להחלקת צורת גל הפלט, מה שהופך אותו קרוב לצורת גל הסינוס האידיאלי, ובכך משפר את איכות ההספק.
סוגי ממירים
בהתאם לתדירות פלט ה-AC על ידי המהפך, ניתן לחלק אותו לממירי תדר הספק (50-60Hz), ממירי תדר בינוני (בדרך כלל 400Hz לKHz), וממירי תדר גבוה (בדרך כלל kHz ל-MHz ).
על פי מספר הפאזות שיוצאות מהמהפך, ניתן לחלק אותה למהפך חד פאזי, מהפך תלת פאזי ומהפך רב פאזי.
על פי כיוון הספק המוצא של המהפך, ניתן לחלק אותו לממירים פעילים וממירים פסיביים. המהפך המעביר את תפוקת האנרגיה החשמלית על ידי המהפך לרשת החשמל התעשייתית נקרא מהפך אקטיבי; מהפך המעביר את תפוקת האנרגיה החשמלית על ידי המהפך לעומס חשמלי מסוים נקרא מהפך פסיבי.
על פי צורת המעגל העיקרית של המהפך, ניתן לחלק אותו למהפך יחיד, מהפך דחיפה, מהפך חצי גשר ומהפך גשר מלא.
על פי סוג התקן המיתוג הראשי של המהפך, ניתן לחלק אותו למהפך תיריסטור, מהפך טרנזיסטור, מהפך אפקט שדה וממיר טרנזיסטור דו-קוטבי של שער מבודד (IGBT). ניתן גם לחלק אותם לשתי קטגוריות: ממירים "מבוקרים למחצה" וממירים "בשליטה מלאה". לראשון אין יכולת לכבות עצמית, ומאבד שליטה לאחר הפעלת הרכיב, ומכאן שהוא נקרא "סוג בקרה למחצה". תיריסטורים שייכים לקטגוריה זו. ניתן לשלוט הן בהפעלה והן בכיבוי באמצעות אלקטרודת הבקרה, ומכאן שהיא נקראת "הסוג הנשלט במלואו". טרנזיסטורי כוח שדה אפקט וטרנזיסטורי שער מבודדים (IGBT) שייכים לקטגוריה זו.
על פי מצב אספקת החשמל DC, ניתן לחלק אותו לממירי מקור מתח (VSI) וממירי מקור זרם (CSI). לראשון יש מתח DC כמעט קבוע ומתח מוצא של גל ריבועי AC; זרם ה-DC של האחרון כמעט קבוע, וזרם המוצא הוא גל ריבועי לסירוגין.
על פי צורת הגל של מתח המוצא או הזרם של המהפך, ניתן לחלק אותו לממירי פלט של גלי סינוס וממירי פלט ללא גלי סינוס.
על פי שיטת הבקרה של המהפך, ניתן לחלק אותו למהפך אפנון תדר (PFM) ומהפך אפנון רוחב דופק (PWM).
על פי מצב העבודה של מעגל מתג המהפך, ניתן לחלק אותו לממירי תהודה, ממירי מיתוג קשיח בתדר קבוע וממירי מיתוג רך בתדר קבוע.
על פי שיטת הקומוטציה של ממירים, ניתן לחלקם לממירי המרת עומס ולממירי החזרה עצמית.
מה ההבדל בין ממירים לשנאים
ממירים הם ציוד נפוץ בתעשייה, ותפקידם לשנות את הזרם בצורה כלשהי. על מנת לשפר את ההבנה של כולם בממירים, חלק זה יציג את ההבדל בין ממירים לשנאים, ויבדוק האם ניתן לשנות שנאים לממירים.
שנאי הוא מכשיר המשתמש בעיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית כדי לשנות את מתח החילופין. המרכיבים העיקריים כוללים סליל ראשוני, סליל משני וליבת ברזל (ליבה מגנטית). הוא נמצא בשימוש נרחב בתחום התעשייתי.
1. האם ניתן להשתמש בשנאים כממירים?
האם ניתן להשתמש בשנאים כממירים? התשובה היא לא. ממירים ושנאים שונים באופן מהותי. יש לו כניסת DC ויציאת AC. עקרון העבודה שלו זהה לזה של ספק כוח מיתוג, אבל תדר התנודה הוא בטווח מסוים. לדוגמה, אם התדר הוא 50HZ, הפלט הוא AC 50HZ. אז, מהפך הוא מכשיר שיכול לשנות את תדר המוצא שלו. האם ניתן להשתמש בשנאים כממירים? לא, שנאים מתייחסים בדרך כלל להתקנים בטווח תדרים ספציפי. הוא מופעל באמצעות כניסת זרם חילופין ולאחר מכן מוציא זרם חילופין, אך רק משנה את גודל מתח המוצא. לדוגמה, שנאי תדר חשמל הם סוגים נפוצים של שנאים. גם הקלט וגם הפלט הם מקורות מתח AC ויכולים לפעול רק בטווח של 40-60HZ.
2. מה ההבדל בין שנאי למהפך?
ממירים ממירים זרם ישר לזרם חילופין, בעוד שנאים הם מכשירים חשמליים המשתמשים בעקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית כדי להמיר אנרגיה חשמלית. זה יכול להמיר זרם חילופין של מתח וזרם אחד לזרם חילופין אחר באותו תדר.
במילים פשוטות, מהפך הוא מכשיר אלקטרוני הממיר זרם ישר מתח נמוך (12 או 24 וולט) לזרם חילופין של 220 וולט. מכיוון שאנו בדרך כלל מתקנים מתח 220V AC למתח DC לשימוש, בעוד שהממירים הם ההיפך, ומכאן השם. אנו נמצאים בעידן של 'נייד', עם משרד נייד, תקשורת סלולרית, פנאי נייד ובידור נייד. במצב נייד, אנשים לא רק זקוקים להספק DC במתח נמוך המסופק על ידי סוללות, אלא גם למתח הכרחי של 220V AC בסביבה היומיומית שלנו, והממירים יכולים לענות על הצרכים שלנו.
יישום אינוורטר
1. ייצור חשמל סולארי למשתמש
א. ספק כוח קטן של 10-100W משמש לחיים צבאיים ואזרחיים באזורים מרוחקים ללא חשמל כגון רמות, איים, אזורים פסטורליים ומוצבי גבול, כגון תאורה, טלוויזיה, רשמקולים וכו'.
ב. 3-5מערכת יצירת חשמל מחוברת לרשת סולארית על הגג הביתי של KW.
ג. משאבת מים פוטו-וולטאית: פתרון בעיית שתיית באר עמוקה והשקיה באזורים ללא חשמל.
2. תחבורה
כגון אורות ניווט, פנסי איתות תנועה/רכבת, פנסי אזהרת/אות לתנועה, פנסי רחוב, פנסי חסימה בגובה רב, תאי טלפון אלחוטיים לכביש מהיר/רכבת, ספקי כוח להעברת כבישים בלתי מאוישים וכו'.
3. תחום תקשורת/תקשורת
תחנת ממסר מיקרוגל בלתי מאוישת סולארית, תחנת תחזוקת כבלים אופטיים, מערכת אספקת חשמל לשידור/תקשורת/החלפה; מערכת פוטו-וולטאית לטלקומוניקציה כפרית, מכונת תקשורת קטנה, אספקת חשמל של חייל GPS וכו'
4. שדות נפט, ימיים ומטאורולוגיים
צינורות נפט, מערכות לייצור אנרגיה סולארית להגנה קתודית לשערי מאגרים, מקורות חשמל ביתיים וחרום, פלטפורמות קידוח נפט, ציוד לחקר אוקיינוס, ציוד תצפית מטאורולוגי/הידרולוגי וכו'.
5. ספק כוח תאורה לבית
כגון אורות חצר, פנסי רחוב, אורות ניידים, אורות קמפינג, אורות טיולים, אורות דיג, אורות אור שחורים, אורות חיתוך גומי, אורות חיסכון באנרגיה וכו'.
6. תחנת כוח פוטו-וולטאית
10KW-50תחנת כוח פוטו-וולטאית עצמאית, תחנת כוח משלימה רוח סולרית (דיזל), מגוון תחנות טעינה של מגרש חניה גדול וכו'.
7. מבנים המופעלים באמצעות אנרגיה סולארית
שילוב של ייצור חשמל סולארי עם חומרי בניין כדי להשיג עמידה עצמית בחשמל עבור בניינים עתידיים בקנה מידה גדול הוא כיוון פיתוח מרכזי.
תקלות נפוצות ופתרונות של ממירים
כמכשיר להמרת אנרגיה, ממירים עלולים להיתקל בתקלות שונות במהלך השימוש. להלן הסבר מפורט על התקלות, הסיבות והפתרונות הנפוצים שציינת:
1. עכבת בידוד נמוכה
לְנַמֵק:הסביבה החיצונית לחה, מה שמוביל לירידה בבידוד של המהפך לאדמה; למחבר ה-DC עשוי להיות תושבת קצר חשמלית שקועה במים, וייתכנו כתמים שחורים בקצוות הרכיבים שנשרפים, הגורמים לדליפה לרשת הארקה וכו'.
פִּתָרוֹן:הפעל את המאוורר לצורך ייבוש הלחות, בדוק וטפל בבעיית טבילת המים של מחבר ה-DC, בדוק אם הרכיבים פגומים והחליפו אותם.
2. מתח אוטובוס נמוך
לְנַמֵק:העכבה של רשת החשמל גבוהה מדי, מה שמוביל לעיכול או שידור לא יעיל של ייצור חשמל פוטו-וולטאי; כבלי פלט ארוכים מדי או דקים מדי מגדילים את העכבה.
פִּתָרוֹן:הגדל את המפרט של כבל היציאה (כבל עבה יותר, עכבה נמוכה יותר), קצר את המרחק בין המהפך לנקודת החיבור לרשת ככל האפשר, והקטנת אורך הכבל.
3. תקלת זרם דליפה
לְנַמֵק:ייתכן שבלוח זיהוי המהפך יש תקלה.
פִּתָרוֹן:החלף את לוח הזיהוי של המהפך.
4. הגנת מתח יתר DC
לְנַמֵק:IGBT ורכיבים אחרים לא תקינים, או חריגות ברשת החשמל גורמות למהפך לא להיות מסוגל להתאים את מתח המוצא בזמן.
פִּתָרוֹן:בדוק והחלף את לוח ה-IGBT או רכיבי בקרה קשורים אחרים.
5. אין תגובה בעת ההפעלה
לְנַמֵק:ייתכן שיש תקלת הארקה בכבל ה-DC מקופסת המשלב אל המהפך.
פִּתָרוֹן:מצא וטפל בנקודת ההארקה של הכבל, והחלף את הכבל במידת הצורך.
6. כשל ברשת החשמל
לְנַמֵק:איכות רשת החשמל אינה יציבה, או שיש בעיות סנכרון בין המהפך לרשת החשמל.
פִּתָרוֹן:בדוק את יציבות המתח והתדר של הרשת כדי להבטיח שהגדרות המהפך תואמות לפרמטרים של הרשת; אם יש בעיית סנכרון עם המהפך, יש צורך להגדיר מחדש או להתאים את ההגדרות הרלוונטיות.