آشنایی با اینورترها: کاربردها، اصول عملیاتی و مزایا

 

اینورترها وسایل مهمی هستند که نقش مهمی در تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) دارند. به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف، از تامین برق لوازم خانگی گرفته تا سیستم های انرژی تجدیدپذیر ساده استفاده می شود. در این مقاله به بررسی اصول اولیه اینورترها، اصول کار، کاربردها و مزایایی که در جامعه مدرن ارائه می دهند، می پردازیم.

اینورتر چیست؟

اینورتر یا درایو یک دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم باتری ها یا پنل های خورشیدی را به جریان متناوب تبدیل می کند که برای تامین برق وسایل و دستگاه های الکتریکی مختلف استفاده می شود. اینورترها در اندازه‌ها و پیکربندی‌های مختلف، از واحدهای کوچک و قابل حمل گرفته تا لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه و سیستم‌های بزرگ برق خورشیدی متصل به شبکه وجود دارند. برای خرید مبدل به وب سایت آمپل مراجعه کنید.

اصول عملکرد اینورترها

وظیفه اصلی اینورتر تبدیل ولتاژ مستقیم و جریان با قطبیت ثابت به ولتاژ متناوب و فرکانس متغیر است. این فرآیند تبدیل شامل چندین مرحله از جمله یکسان سازی، فیلتر کردن، مدولاسیون و وارونگی است. در اینجا یک نمای کلی از نحوه کار اینورترها آورده شده است:

1. تبدیل: ولتاژ ورودی AC با استفاده از دیود یا سایر دستگاه های نیمه هادی به ولتاژ DC تبدیل می شود.

2. فیلتر کردن: ولتاژ DC صاف و فیلتر می شود تا امواج یا نوسانات را حذف کند.

3. مدولاسیون: ولتاژ DC برای تولید یک شکل موج AC کنترل شده (معمولا یک شکل موج سینوسی بسیار شبیه به شکل موج اصلی) مدوله می شود.

4. وارونگی: سپس ولتاژ مستقیم مدوله شده با استفاده از دستگاه های سوئیچینگ مانند ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) یا ترانزیستورهای اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی (MOSFET) به ولتاژ متناوب با سطح ولتاژ و فرکانس مورد نظر تبدیل می شود.

کاربرد اینورترها

اینورترها به طور گسترده در صنایع و بخش های مختلف استفاده می شوند. برخی از درخواست های رایج عبارتند از:

1. سیستم قدرت آماده به کار. از اینورترها در سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای تامین برق پشتیبان در هنگام خاموشی یا قطع برق و اطمینان از ادامه کار تجهیزات و سیستم های حیاتی استفاده می شود.

2. انرژی تجدیدپذیر: اینورترها اجزای مهم سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV)، توربین های بادی و سایر سیستم های انرژی تجدیدپذیر هستند که جریان مستقیم تولید شده توسط پنل های خورشیدی یا توربین های بادی را به جریان متناوب برای مصارف خانگی، تجاری و شبکه برق تبدیل می کنند.

3. وسایل نقلیه الکتریکی (EVs): از اینورترها در وسایل نقلیه الکتریکی برای تبدیل برق DC از بسته باتری به برق AC برای به حرکت درآوردن موتور الکتریکی استفاده می شود.

4. برق قابل حمل: ژنراتورها و مبدل های قابل حمل برای تبدیل برق DC از باتری ها یا سوخت به برق AC برای کمپینگ، فعالیت های خارج از منزل، در شرایط اضطراری استفاده می شوند.

مزایای اینورتر

1. بهره وری انرژی: اینورترها با تبدیل DC به AC با تلفات کم به بهبود بهره وری انرژی کمک می کنند و توان خروجی را بر اساس تقاضای بار بهینه 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 خطر آسیب یا خرابی را کاهش می دهند.

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

4. مزایای زیست محیطی: وارونگی منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد را برای کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای یکپارچه می کند.

تفاوت بین اینورتر و درایو

اینورترها و درایوها هر دو 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 الکترونیکی است که جریان مستقیم را به جریان متناوب یا بالعکس تبدیل می کند. عمدتاً برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی استفاده می شود. معمولاً در سیستم هایی که از موتورهای القایی (سه فاز) استفاده می کنند.

- درایو: کلمه درایو به هر نوع وسیله الکتریکی اطلاق می شود که برای کنترل سرعت، جریان یا گشتاور یک موتور الکتریکی استفاده می شود. این می تواند یک اینورتر یا دستگاه دیگری مانند مبدل فرکانس، سیستم PID و غیره باشد.
https://gilkhabar.ir/news/i/495687
2. کاربردهای مختلف: - اینورتر: عمدتاً برای کنترل سرعت موتورها به ویژه در صنایع مختلف از جمله تولید، انرژی، پمپاژ و تهویه مطبوع استفاده می شود.

- درایوها: از درایوها علاوه بر استفاده در موتورهای الکتریکی می توان برای کنترل وسایل دیگر مانند محرک های خطی، شیرهای هیدرولیک، شیرهای پنوماتیک و غیره نیز استفاده کرد.

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

- محرک: عملگرها معمولاً برای کاربردهای پیچیده تر و انعطاف پذیرتر استفاده می شوند و دارای ویژگی هایی مانند کنترل PID، پشتیبانی از چندین ورودی و خروجی، کنترل حلقه بسته و امکان اتصال به شبکه های ارتباطی مانند پروتکل های اینترنت اشیا (IoT) هستند.

به طور خلاصه، اینورتر معمولاً یکی از اجزای محرک است و برای کنترل سرعت موتور الکتریکی استفاده می شود. درایو دارای ویژگی های بسیاری است و می توان از آن برای برنامه های مختلف استفاده کرد.

تفاوت AC با اینورتر و بدون اینورتر

کولر گازی اینورتر و غیر اینورتر (AC) دو سیستم خنک کننده متفاوت با ویژگی ها و عملکردهای منحصر به فرد هستند. بیایید تفاوت بین آنها را بررسی کنیم:

1. اصول کار:

- جریان متناوب اینورتر: کولرهای گازی اینورتر از موتورهایی با سرعت متغیر استفاده می کنند که می توانند سرعت خود را بر اساس نیاز گرمایشی اتاق تنظیم کنند. آنها به طور مداوم سرعت کمپرسور را تنظیم می کنند تا دمای مورد نظر را بهتر حفظ کنند.

- AC غیر اینورتر: AC های غیر اینورتر دارای کمپرسورهایی با سرعت ثابت هستند که با سرعت ثابت کار می کنند و برای حفظ دمای تنظیم شده، روشن و خاموش می شوند. وقتی روشن می شوند با ظرفیت کامل کار می کنند و پس از رسیدن به دمای مورد نظر خاموش می شوند.

2. بهره وری انرژی:

- مبدل AC: کولرهای گازی اینورتر نسبت به مدل های غیر اینورتر انرژی کمتری دارند. با تنظیم سرعت کمپرسور با توجه به بار خنک کننده، انرژی کمتری مصرف می شود و در نتیجه قبض برق کاهش می یابد.

- AC غیر اینورتر: AC های غیر اینورتر انرژی بیشتری مصرف می کنند زیرا هر زمان که روشن می شوند با ظرفیت کامل کار می کنند. روشن و خاموش کردن دوچرخه اغلب باعث هدر رفتن انرژی می شود.

3. نمایش عالی:

اینورتر AC: سیستم های تهویه مطبوع اینورتر نسبت به مدل های غیر اینورتر کنترل دما و خنک کننده سریع تری را ارائه می دهند. آنها با تنظیم ظرفیت خنک کننده با توجه به دمای اتاق و نیازهای خنک کننده، خنک کننده پایدار و راحت را فراهم می کنند.

- AC غیر اینورتر: سیستم های متناوب متناوب غیر اینورتر ممکن است مدت بیشتری طول بکشد تا یک اتاق را خنک کنند، به خصوص در هوای گرم، زیرا با سرعت ثابت کار می کنند. همچنین می توانند به دلیل چرخش و چرخش کمپرسور دارای نوسانات دما باشند.

4. سطح نویز:

اینورتر AC. کولرهای گازی اینورتر نسبت به مدل های غیر اینورتر کم صداتر هستند زیرا در سرعت های پایین تری برای مدت زمان طولانی تری کار می کنند. یک کمپرسور با سرعت متغیر سطح سر و صدا و ارتعاش را کاهش می‌دهد و در نتیجه عملکرد آرام‌تری دارد.

- AC غیر اینورتر: AC های غیر اینورتر ممکن است نویز بیشتری تولید کنند، به خصوص در هنگام راه اندازی و خاموش شدن زمانی که کمپرسور روشن و خاموش است. روشن و خاموش شدن مداوم می تواند به سطوح نویز بالاتر کمک کند.

5. هزینه اولیه و پس انداز بلند مدت:

- کولر گازی اینورتر: خرید کولر گازی اینورتر معمولاً گرانتر از مدل های غیر اینورتر است. با این حال، آنها صرفه جویی بیشتری را در دراز مدت ارائه می دهند که می تواند سرمایه گذاری اولیه را از طریق صورتحساب های انرژی کمتر جبران کند.

- AC غیر اینورتر: سیستم های AC غیر اینورتر معمولاً از نظر هزینه های اولیه مقرون به صرفه هستند، اما ممکن است به دلیل بهره وری انرژی کمتر، هزینه های عملیاتی بالاتری داشته باشند.

در نتیجه، انتخاب بین کولر گازی اینورتر و غیر اینورتر به عواملی مانند بهره وری انرژی، عملکرد خنک کننده، سطح صدا و عوامل بودجه بستگی دارد. در حالی که AC های اینورتر عملکرد و کارایی انرژی عالی ارائه می دهند، مدل های غیر اینورتر ممکن است برای کسانی که به دنبال گزینه های مقرون به صرفه تر هستند مناسب تر باشند. در نهایت، مصرف کنندگان باید مزایا و معایب هر مدل را بسنجید تا مشخص کنند کدام یک به بهترین وجه نیازها و ترجیحات آنها را برآورده می کند.

خلاصه

اینورتر یک دستگاه همه کاره است که نقش مهمی در سیستم های انرژی مدرن ایفا می کند و امکان تبدیل و استفاده کارآمد از انرژی الکتریکی را برای کاربردهای مختلف فراهم می کند. اینورترها چه تامین برق پشتیبان در هنگام قطع برق، چه استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر یا رانندگی با وسایل نقلیه الکتریکی، جزء مهمی در کمک به نوآوری و پایداری در صنعت انرژی هستند. با پیشرفت تکنولوژی، انتظار می رود نقش اینورترها گسترش یابد و به آینده انرژی پاک تر، قابل اطمینان تر و پایدار کمک کند.