سوین صنعت، طرز کار اینورتر چگونه است؟

طرز کار اینورتر چگونه است؟

اینورتر با دریافت انرژی الکتریکی از یک پک باتری و یا خازن های لینک دی سی، برق دی سی را به برق متناوب با فرکانس و سطح ولتاژ مشخص تبدیل می کند. این عمل به وسیله خاموش و روشن شدن پیوسته کلیدهای قدرت انجام می شود. در واقع سمت اولیه ترانسفرمر به کار رفته در دستگاه اینورتر به وسیله پالس های الکتریکی که این پالس ها نیز به وسیله روشن و خاموش شدن ماسفت ها و یا ای جی بی تی ها و یا سایر کلیدهای الکترونیک قدرت تولید می شوند، شارژ می شود.
این پالس های متناوب باعث ایجاد یک شارپیوندی متناوب بین سیم پیچ های سمت اولیه و ثانویه ترانسفرمر می شوند. لازم به ذکر است که اگر اینورتر موتور مورد نظر به صورت افزاینده مدنظر است، در این قسمت با توجه به ولتاژ مورد نیاز، نسبت تعداد دور سمت اولیه و ثانویه ترانسفرمر تعیین می شود.

کنترل به روش PWM

در واقع برای کنترل به روش PWM به دو موج کنترلی نیاز داریم؛ یکی موج کنترلی که با توجه به فیدبکی از خروجی می گیریم این موج تولید می شود و دومی موج حامل (carrier) می باشد. با مقایسه ی این دو موج، یک موج مربعی تولید می شود که با توجه به سیگنال فیدبک، هارمونیک اصلی موج تولید شده (به وسیله کلید زنی ماسفت ها و یا IGBT ها) معمولا سینوسی می باشد.

همانطور که از شکل فوق مشاهده می‌ شود، موج مثلثی موج حامل می باشد که فرکانس این موج، فرکانس روشن و خاموش شدن کلید ها را نشان می دهد، و هرچه بیشتر باشد طبیعتا تلفات کلیدها بیشتر می شود اما در مقابل، هارمونیک موج خروجی کمتر می شود.

همچنین، سه موج سینوسی نشان داده شده، موج های کنترلی هستند که به وسیله سیستم کنترلی دستگاه اینورتر تولید می شوند و فرکانس آنها، فرکانس هامونیک اصلی موج خروجی را تعیین می کند. اگر ساختار اینورتر را به صورت زیر در نظر بگیریم، کلید زنی بدین صورت خواهد بود که هر جا موج کنترلی مربوط به فاز A از موج حامل (carrier) بیشتر شود، کلید TA+ روشن می شود و هرجا موج کنترلی مربوط به فاز B از موج حامل (carrier) بیشتر شود، کلید TB+ روشن می شود و به همین صورت برای فاز سوم این اتفاق می افتد که در نتیجه ی آن یک موج مربعی به شکل زیر تولید می شود:

با توجه به سیگنال مرجع Vdc که به کنترل کننده داده می شود، اینورتر سعی بر تثبیت ولتاژ خازن صافی ورودی خودش را دارد و از طرفی دیگر با چرخش محور توربین، خازن C1 شارژ می شود و اینورتر به منظور ثابت نگه داشتن ولتاژ ورودی خود، توان دریافتی را به شبکه انتقال می دهد؛ در مورد فرکانس اینورتر نیز در بالا توضیحاتی داده شده است.
در واقع با چرخش توربین به وسیله باد، انرژی مکانیکی تحویل ژنراتور داده می شود که ژنراتور یک ولتاژ سه فاز سینوسی به یکسوساز تحویل می دهد. مبدل بوستی که بین اینورتر و ژنراتور قرار داده شده است به منظور دنبال کردن نقطه حداکثر توان می باشد.

به عبارت دیگر، با توجه به اینکه سرعت باد ثابت نیست، مبدل بوست با توجه به سرعت مرجع+ Ω وظیفه دنبال کردن نقطه کاری می باشد که بتوان حداکثر توان را دریافت کرد. مثال ذکر شده به منظور توضیح نقش اینورتر در یک سیستم صنعتی بود و اینورترها بسته به نوع کاربرد ساختارهای متفاوتی خواهند داشت و در بالا در مورد طرز کار اینورتر پل کامل توضیح داده شد، اما اینورترها توپولوژی های متفاوتی دارند.

به عنوان مثال اینوترها منبع امپدانسی نوع دیگری از اینورتر ها می باشند که با استفاده از این نوع اینورترها دیگر به مبدل بوستی که در شکل بالا نشان داده شد، نمی باشد و اینورتر به تنهایی قابلیت تنظیم ولتاژ را خواهد داشت.