Инверторные системы.

 

Из wiki:

Инверторная система — разновидность силового электронного устройства для преобразования постоянного или переменного напряжения частотой 50(60) Гц в переменное напряжение другой частоты.

С помощью этого устройства возможна регулировка частоты вращения асинхронного электродвигателя, что трудновыполнимо другими методами.

Примером инверторной системы является устройство бесперебойного питания (UPS).

В приложении к кондиционерам, термин означает возможность плавной регулировки частоты вращения его электромоторов (его производительности).

Учебник:

Инвертором напряжения (по зарубежной терминологии DC/АС converter) называют устройство, преобразующее электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока. Инверторы напряжения (ИН) могут приме-

няться в виде отдельного законченного устройства или входить в состав источников и систем бесперебойного питания аппаратуры электрической энергией переменного тока. Потребность в таких устройствах связана с широким внедрением в различных отраслях промышленности и бизнесе компьютерных технологий. При этом недостаточная надежность сетей переменного тока является основным источником нарушения технологического цикла производственных процессов и связана с большими экономическими рисками. По оцен-

кам специалистов ущерб от «перебоя» электрической энергии в течение одного часа в таких сферах, как финансы (брокерские операции, продажа кредитных карточек), медиа-услуги, исчисляются сотнями тысяч долларов.

Инверторы напряжения позволяют устранить или по крайней мере ослабить зависимость работы информационных систем от качества сетей переменного тока. Например, в персональных компьютерах, информационных центрах на базе ПК при внезапном отказе сети с помощью резервной аккумуляторной батареи и инвертора можно обеспечить работу компьютеров для корректного завершения решаемых задач. В более сложных и ответственных системах инверторные устройства могут работать в длительном контролируемом режиме параллельно с сетью или независимо от неё.

Кроме «самостоятельных» приложений, где инвертор выступает в качестве источника питания потребителей переменного тока, широкое развитие получили технологии преобразования энергии, где инвертор является промежуточным звеном в цепочке преобразователей. Принципиальной особенностью инверторов напряжения для таких приложений является высокая частота преобразования (десятки-сотни килогерц). Для эффективного преобразования энергии на высокой частоте требуется более совершенная элементная база (полупроводниковые ключи, магнитные материалы, специализированные контроллеры).

Как и любое другое силовое устройство, ИН должен иметь высокий КПД, обладать высокой надежностью и иметь приемлемые массо-габаритные характеристики. Кроме того, ИН должен иметь допустимый уровень высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения (допустимое значение коэффициента гармоник) и не создавать при работе недопустимый для других потребителей уровень пульсации на зажимах источника энергии.

Работа инвертора напряжения (ИН) основана на переключении источника постоянного напряжения с целью периодического изменения полярности напряжения на зажимах нагрузки. Частота переключения «задается» сигналами управления, формируемыми управляющей схемой (контроллером). Контроллер может также решать

дополнительные задачи, связанные с регулированием напряжения, синхронизацией частоты переключения ключей, защитой их от перегрузок и др. Функциональная схема ИН показана на рис. 7.1.

Модуль переключения Ms преобразует напряжение постоянного тока источника энергии Е в знакопеременное напряжение прямоугольной формы с регулируемой паузой на нуле. Трансформатор в структуре обеспечивает гальваническую развязку источника энергии и нагрузки, а также согласование уровней напряжения на выходе модуля переключения (и1) и нагрузки (и2). Фильтр (Ф) предназначен для снижения уровня паразитных гармоник в спектре выходного напряжения.

Во многих случаях, ориентированных на электропитание компьютеров, фильтром подавляются только высшие гармоники радиочастотного спектра. Форма выходного напряжения инвертора при этом остается близкой к прямоугольной. Не критичность компьютеров к форме питающего напряжения обусловлена тем, что входной сетевой выпрямитель компьютерного блока питания преобразует выходное напряжение инвертора в напряжение постоянного тока. Если потребители энергии в своем составе имеют асинхронные двигатели, элементы электроники, чувствительные к уровню низкочастотных гармоник напряжения, или инвертор выступает в качестве автономного источника переменного тока с жесткими требованиями к качеству электрической энергии, то применяют инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения. Во всех случаях основным методом формирования выходного напряжения является метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ).