انواع اینورتر

انواع اینورتر از نظر ورودی؟!

اینورترها در تأمین انرژی الکترونیک و تجهیزات الکتریکی، دارای ولتاژ جریان مستقیم برق بسیار مفید هستند. علاوه بر این، آن‌ها به طور گسترده‌ای در مراحل معکوس‌سازی منابع تغذیه سوئیچینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مدارها براساس فن‌آوری سوئیچینگ و نوع سوئیچ، شکل موج، ورودی، فرکانس و شکل موج خروجی طبقه‌بندی می‌شوند.

اینورترها از لحاظ ورودی به دو نوع اینورتر تک ‌فاز و اینورتر سه‌ فاز تقسیم می‌گردند اما خروجی همه‌ آن‌ها سه فاز است.

اینورتر تک فاز

اینورتر تک فاز خود به دو نوع اینورتر نیم پل و اینورتر تمام پل طبقه‌بندی می‌شود:

• اینورتر نیم پل: اینورتر نیم پل یک بلوک ساختمانی اساسی در اینورتر تمام پل است. با دو سوئیچ ساخته می‌شود که در آن هرکدام از خازن‌ها دارای ولتاژ o/p است که معادل Vdc2 می‌باشد. علاوه بر این، در این نوع از اینورترهای تک فاز سوئیچ‌ها یکدیگر را متعادل می‌کنند. اگر یک سوئیچ فعال شود سپس به طور خودکار سوئیچ دیگر غیرفعال می‌شود.

• اینورتر تمام پل: مدار اینورتر تمام پل، جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کند و با باز و بسته کردن سوئیچ‌ها در یک سری صحیح قابل دستیابی است. این نوع اینورتر دارای حالت‌های کاری متفاوت است که به سوئیچ‌های بسته بستگی دارد.

اینورتر سه فاز

انواع اینورتر سه فاز برای تغییر یک ورودی DC به خروجی AC  سه فاز استفاده می‌شود. سوئیچ‌های مورد استفاده در اینورتر سه فاز مکمل یکدیگرند. اینورترهای سه فاز در کنار منبع DC قرار می‌گیرند و ولتاژ قطب درون یک اینورتر سه فاز معادل ولتاژ قطب درون اینورتر نیم پل تک فاز است. این اینورترها دارای دو مد انتقال یعنی مد انتقال ۱۲۰ درجه و مد انتقال ۱۸۰ درجه هستند.

اینورترها از لحاظ موج تولیدی

• اینورتر موج مربعی: مناسب برای بارهای کاملاً مقاومتی و جزء نامناسب‌ترین موج‌های تولیدی توسط اینورترها
• اینورتر موج سینوسی اصلاح شده یا شبه‌سینوسی: ترکیبی از شکل موج مربعی و سینوسی، مناسب برای بارهای مقاومتی و خازنی، چرا که با بارهای القایی می‌تواند باعث ایجاد نویز شود، پرکاربردی‌ترین و اقتصادی‌ترین موج تولیدی، قابل کاربرد در وسایل برقی سبک مانند تلویزیون و رادیو و کامپیوتر و …
• اینورترهای موج سینوسی خالص: قابل کاربرد در انواع تجهیزات الکتریکی و جزء بهترین اینورترها، مناسب از نظر انواع بارها، زیرا آن‌ها به طور خالص، موج سینوسی را برابر با شبکه برق خانگی ما بازتولید می‌کنند.

عملکرد اینورترها از لحاظ ارتباط با شبکه برق چگونه است؟

اینورتر متصل به شبکه: عدم داشتن توان ورودی یکنواخت، دارای الگوی خاص برای تبدیل جریان DC به AC ، قابل کاربرد در مواقعی که اتصال به برق شبکه و کاهش میزان برق مصرفی واجد اهمیت است.

اینورتر جدا از شبکه: عدم نیاز به اتصال به برق شبکه، قابلیت تبدیل ولتاژ DC باتری‌های ۱۲ ولتی به ولتاژ ۲۲۰ ولتی AC و در نتیجه قابل کاربست در وسایل برقی خانگی.

اینورترها طبق تکنیک مختلف PWM(مدولاسیون پهنای پالس)

• اینورتر PWM منفرد (single PWM)

در این نوع، برای هر نیم‌چرخه ولتاژ خروجی، تنها یک پالس موجود است. سیگنال مرجع سیگنال موج مربعی و سیگنال حامل سیگنال موج مثلثی است. پالس گیت سوئیچ‌ها با مقایسه سیگنال مرجع و سیگنال حامل ایجاد می‌شود. فرکانس ولتاژ خروجی توسط فرکانس سیگنال مرجع کنترل می‌شود. دامنه سیگنال مرجع Ar و دامنه سیگنال حامل Ac است ، پس می‌توان شاخص مدولاسیون را Ar/Ac تعریف کرد. اشکال اصلی این روش، محتوای هارمونیک بالا است.

• اینورتر PWM چندگانه (MPWM)

اشکال موجود در نوع قبلی، در اینورتر PWM چندگانه برطرف شده است. در این مدل به جای یک پالس، در هر نیم‌چرخه ولتاژ خروجی، از چندین پالس استفاده می‌شود. این گیت با مقایسه سیگنال مرجع و سیگنال حامل ایجاد می‌شود. فرکانس خروجی با کنترل فرکانس سیگنال حامل کنترل و از شاخص مدولاسیون برای کنترل ولتاژ خروجی استفاده می‌گردد.

• اینورتر PWM سینوسی (SPWM)

این نوع به طور گسترده‌ای در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در دو نوع بالا، سیگنال مرجع یک سیگنال موج مربعی است. اما در این نوع، سیگنال مرجع یک سیگنال موج سینوسی است. گیت پالس سوئیچ‌ها با مقایسه سیگنال مرجع موج سینوسی با موج حامل مثلثی ایجاد می‌شود. عرض هر پالس با تغییر دامنه موج سینوسی تغییر می‌یابد و فرکانس شکل موج خروجی همانند فرکانس سیگنال مرجع است. ولتاژ خروجی یک موج سینوسی است و ولتاژ RMS را می‌توان با شاخص مدولاسیون کنترل کرد.

• اینورتر PWM سینوسی اصلاح شده (MSPWM)

با توجه به ویژگی موج سینوسی، پهنای پالس موج با تغییر در شاخص مدولاسیون در نوع SPWM قابل تغییر نیست. به همین دلیل، نوع MSPWN معرفی شده است. در این نوع اینورتر، سیگنال حامل در فاصله ۶۰ درجه اول و آخر هر نیم چرخه اعمال می‌شود. به این ترتیب، ویژگی هارمونیک آن بهبود می‌یابد. مهم‌ترین مزیت این روش افزایش مؤلفه اساسی، کاهش تعداد دستگاه‌های سوئیچینگ و کاهش تلفات سوئیچینگ است.

اینورترها از لحاظ تعداد سطح خروجی

اینورترهای دو سطحی

این اینورترها در خروجی فقط دارای یک سطح ولتاژ می‌باشند که ولتاژ پیک مثبت و ولتاژ پیک منفی است. گاهی اوقات، داشتن سطح ولتاژ صفر نیز به عنوان اینورتر دو سطحی شناخته می‌شود.

اینورترهای چندسطحی

این اینورترها می‌توانند چندین ولتاژ در خروجی داشته باشند. اینورترهای چند سطحی، در کاربردهایی با ولتاژ و توان بالا به دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی همچون اعوجاج هارمونیکی کم‌تر، تنش کمتر ولتاژ سوئیچ‌ها و پایین‌بودن سطح تداخل امواج الکترومغناطیسی به کار می‌روند. اکثر اینورترهای چندسطحی دارای آرایشی از خازن‌ها و ترانسفورماتورها هستند. اینورترهای چندسطحی به چهار دسته تقسیم می‌شوند. اینورتر خازن هوایی، اینورتر دیود کلمپ، اینورتر هیبریدی، اینورتر از نوع Cascade H.