Меню

Конвертер для преобразования тока

Инвертор или конвертер — в чем разница?

Когда мы рассуждаем о преобразовании электрической энергии из одного вида в другой, говорим о технических устройствах реализующих процесс преобразования, то неизбежно сталкиваемся с такими двумя понятиями как «инвертор» и «конвертер».

Порой может возникнуть путаница: что и в каком контексте будет правильным называть инвертором, а что — конвертером, ведь и тот и другой прибор являются электрическими преобразователями, и внешне часто очень похожи. Однако мы обычно не говорим «преобразователь», поскольку предпочитаем пользоваться более точными формулировками.

Итак, давайте разберемся, что же такое инвертор, что такое конвертер, и чем они отличаются друг от друга.

DC-AC инвертор 12В на 220В для автомобиля

Слово «инвертор» происходит от латинского «inverto — инверто», обозначающего «переворачивать». Применительно к электрическим преобразователям, инвертором называют такой преобразователь, который, выражаясь простым языком, переворачивает вид тока.

Что это значит? Сегодня повсеместно внедрены сети переменного тока, поэтому принято считать, что первоначальный, исходный вид тока — именно переменный. Для получения постоянного тока из переменного применяются выпрямители.

Первые сетевые блоки питания постоянного напряжения были трансформаторными, где ко вторчной обмотке трансформатора были присоединены как минимум диодный мост и конденсаторный фильтр. На выходе такого блока питания получалось постоянное напряжение, которое позволяло иметь в нагрузке прямой, постоянный ток, то есть не переменный, не синусоидальный, не такой формы ток, как тот, который получается от розетки.

Но что если теперь задаться целью получить из постоянного тока снова исходный переменный? Разумеется, этого не удастся достичь, просто подключив диодный мост и трансформатор задом на перед к источнику постоянного напряжения, допустим к автомобильному аккумулятору или к конденсатору, стоящему на выходе солнечной панели.

Тут то нам и потребуется самостоятельный активный прибор, который сделает нечто, с виду похожее на «переворачивание» выпрямителя. Такой активный прибор, содержащий в себе полупроводниковые ключи, и способный обратно превратить (будто бы перевернуть выпрямитель) постоянный ток в переменный, принято называть инвертором.

Инвертор

Например DC-AC инвертор 12В на 220В позволяет от бортовой сети автомобиля получить переменное напряжение постоянной частоты как в розетке.

Импульсные сварочные аппараты, кстати, называют инверторами, именно потому, что они преобразуют постоянное напряжение, получаемое выпрямлением сетевого напряжения, — в переменное высокой частоты, которое затем выпрямляется, и снова таким образом превращается в постоянное.

Частотный инвертор также превращает постоянное напряжение в переменное требуемой частоты, да еще и с заданным числом фаз и т. д. Таким образом, инвертор в конце концов всегда меняет форму (вид) тока и напряжения, и так исторически сложилось, что инверторами стали называть именно преобразователи постоянного тока в переменный, то есть DC-AC преобразователи.

Читайте также:  Свечение жидкостей под действием тока

Конвертер

Что же касается слова «конвертер», то оно происходит от латинского «конвертере», обозначающего изменение или превращение. Как вы видите, данное понятие имеет более широкое значение. Не случайно в состав конвертера зачастую входит и инвертор.

Мы говорим DC-DC конвертер, имея ввиду преобразователь постоянного напряжения одной величины — в постоянное напряжение другой величины. DC-AC инвертор входит в конструкцию такого конвертера в качестве активного промежуточного звена, без которого не обойтись.

Но поскольку входное напряжение постоянное и выходное — тоже постоянное, то вид напряжения не изменяется, то есть прибор ничего не «переворачивает», а поэтому называть его инвертором не будет правильным. Это — конвертер.

Конвертер, как самостоятельное устройство, не изменяет вид тока, а изменяет только его характеристики, например величину действующего напряжения, если речь идет о преобразователе постоянного тока (DC-DC конвертер) или частоту, если речь идет о преобразователе частоты (AC-AC конвертер).

Однако, конвертерами сегодня именуют и AC-DC преобразователи, поскольку переменное напряжение в них сначала всегда выпрямляется, то есть превращается в постоянное, и только затем преобразуется (с помощью инвертора, кстати) в постоянное, но с другим выходным значением.

Источник



ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи (конверторы) напряжения

В общем случае преобразователь или конвертор напряжения это электротехническое устройство, способное преобразовывать один уровень или вид этого параметра в другой.

Как правило, говоря о преобразователях напряжения, имеют в виду конверторы, работающие в цепях переменного тока (AC/AC). В других случаях эти приборы называют преобразователями постоянного напряжения (DC/DC) или инверторами (DC/AC или AC/DC).

Устройства для преобразования напряжения встречаются на практике повсеместно. Различают и классифицируют их по различным признакам.

По назначению конверторы подразделяют на:

Преобразователи постоянного напряжения, а именно:

  • регуляторы;
  • линейные стабилизаторы.

Конверторы переменного напряжения. В состав этой категории входят:

  • трансформаторы различных типов;
  • регуляторы;
  • преобразователи формы и частоты сигнала.

Инверторы для преобразования постоянного напряжения в переменное и наоборот. В группу инверторов входят также:

  • выпрямители;
  • импульсные стабилизаторы.

Кроме того специалисты выделяют в отдельную категорию блоки питания, каждый из которых содержит в себе какой-либо преобразователь напряжения. Ими являются:

  • встроенные источники электропитания различных видов оборудования;
  • малогабаритные адаптеры (зарядные устройства), предназначенные для электропитания (зарядки) мобильных телефонов, электронных гаджетов и девайсов.

ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Импульсные преобразователи применяются в тех случаях, когда нужно преобразовать один уровень напряжения в другой. Чаще всего они собираются на базе индуктивных или емкостных накопителей энергии. От других источников электропитания их отличает высокий уровень КПД, достигающий в некоторых случаях 95%.

Принципиальные электрические схемы импульсных преобразователей выполняются с использованием 4 х элементов:

  • коммутирующий элемент;
  • накопитель энергии (катушка индуктивности, дроссель, конденсаторы);
  • блокирующий диод;
  • конденсатор, соединенный параллельно с сопротивлением нагрузки.
Читайте также:  Тип магнитопровода трансформатора тока

Комбинации перечисленных компонентов могут образовывать любой тип импульсного конвертора.

Величина напряжения на выходе определяется шириной импульсов, управляющих коммутирующим элементом. При этом создается запас энергии в катушке индуктивности. Стабилизация реализуется за счет обратной связи, то есть ширина импульсов меняется в зависимости от значения выходного напряжения.

Для создания токов высокой частоты используют преобразователи, собранные с использованием колебательных контуров. При этом напряжение постоянного тока, поступающее на генератор переменного напряжения (мультивибратор, триггер) является одновременно и питающим. Выходные импульсы имеют, как правило, прямоугольную форму.

Полученное переменное напряжение можно усилить, понизить и т. д. Кроме того его легко выпрямить и получить нужную полярность. Для этого используют соответствующее включение диодов, а выпрямитель собирают, например, по мостовой схеме.

Напряжение на выходе импульсных преобразователей необходимо стабилизировать. Для этого используют различного рода стабилизаторы (импульсные или линейные). Правда, из-за низкого КПД последние используются редко.

Что касается импульсных стабилизаторов, то они в своей работе используют широтно или частотно импульсную модуляцию. В первом случае меняется длительность во втором — частота импульсов. Встречаются устройства с комбинированным способом стабилизации.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

С увеличением количества автомобилей возросла потребность использования в процессе их эксплуатации различных бытовых приборов, в том числе работающих от переменного напряжения 220В.

Для этого и были разработаны автомобильные инверторы, с помощью которых постоянное напряжение от автомобильного аккумулятора +12 В (легковые автомобили) или +24 В (грузовой автотранспорт) преобразуется в переменное 220 В. К ним можно подключить электробритву или электродрель, зарядить ноутбук и пр.

Автомобильный инвертор является генератором напряжения, форма которого приближена к синусоиде. При этом ток на выходе прибора не зависит от величины тока на входе и его можно регулировать практически от нуля до максимума. Точно также теоретически можно регулировать частоту и напряжение.

Упрощенно электрическую схему автомобильного конвертора можно представить в виде трансформатора, на первичные обмотки которого напряжение подается через тиристорные ключи. Поочередно включая обмотки тиристоры создают на выходе трансформатора переменный ток.

При этом формируется модифицированная (ступенчатая) синусоида, но это никак не влияет на работоспособность большинства бытовых приборов.

Преобразователи для использования в автомобилях обладают достаточно высоким КПД, который достигает 90%, что свидетельствует о достаточно высоком качестве получаемой синусоиды.

Потребитель в процессе эксплуатации прибора имеет возможность выбрать один из трех режимов его работы:

  1. Рабочий режим, обеспечивающий длительную работу инвертора с номинальной мощностью.
  2. Режим перегрузки, который позволяет получить от прибора значительно большую мощность, чем при работе в обычном режиме. Однако в таком режиме инвертор не должен работать более 30 мин.
  3. Пусковой режим используется при необходимости получения моментальной мощности при высокой нагрузке (запуск электродвигателя и пр.).
Читайте также:  Модуль увеличения мощности тока

Выбирая конвертор для авто основное внимание необходимо обратить на его мощность. Ее величина должна быть заведомо больше мощности подключаемых устройств. Кроме того немаловажное значение имеет и тип подключаемых электроприборов. Если к автомобильному инвертору предполагается подключать приборы, потребляющие при запуске значительные токи, то приобретать нужно прибор, обладающий соответствующей мощностью (от 300 до 2000 Вт).

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ДОМА

В настоящее время широкое применение преобразователи напряжения нашли в быту. Их стали использовать в домашних условиях в качестве резервных или аварийных источников питания, задача которых обеспечить работу бытовой техники в случае несанкционированного отключения сети централизованного электропитания.

Как правило, преобразователь напряжения для дома представляет собой комбинацию инвертора с одной или несколькими аккумуляторными батареями. В коттеджах и загородных домах (дачах) их дополняют также устройствами, способными заряжать аккумуляторы.

В отдельных случаях для этого могут использоваться солнечные батареи или ветрогенераторы.

К инверторам, предназначенным для использования в домашних условиях, чаще всего подключают маломощную бытовую технику:

  • телевизоры;
  • компьютеры и пр.

В местах, где отсутствует централизованная электросеть можно, рассчитав необходимую электрическую мощность, организовать систему электропитания целого дома. Однако это потребует приобретения достаточно дорогого оборудования.

Например, стоимость инвертора мощностью 10. 60 кВт составляет не менее $20000. Использование подобного рода устройств целесообразно в случае организации систем электропитания на основе альтернативных источников энергии.

Если сравнивать классический блок бесперебойного питания (UPS), работающий в режиме online, с преобразованием напряжения, то сочетание компонентов «аккумуляторная батарея+инвертор» выглядит предпочтительней по ряду причин, среди которых:

  • щадящий режим работы аккумуляторов;
  • большой выбор аккумуляторных батарей;
  • возможность параллельного подключения нескольких преобразователей и пр.

На отечественном рынке электрооборудования импульсные преобразователи представлены в достаточно широком ассортименте. Особой популярностью пользуется, например, продукция тайваньской компании Mean Well и голландской фирмы Victron Energy.

Продукция этих производителей отличается высоким качеством и обладает большим количеством различных функций. Так преобразователи типа DC/AC обеспечивают защиту рот глубокого разряда аккумуляторных батарей, контролируя величину минимального входного напряжения. Контролируют они и параметры выходного сигнала.

Все модели этих компаний имеют большой запас мощности, что позволяет им выдерживать большие перегрузки, возникающие при запуске электроприборов. Ряд устройств обеспечивает получение на выходе синусоиды высокого качества, что позволяет подключать к ним самое требовательное электрооборудование.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник