Автономные инверторы на транзисторах.

 В качестве коммутирующего элемента в современных инверторах всё чаще применяются транзисторы, работающие в ключевом режиме. Это могут быть биполярные транзисторы, а в последнее время IGBT транзисторы (биполярные транзисторы, управляемые напряжением). На рисунках представлены две схемы. Схема, предназначенная для работы с чисто резистивной нагрузкой (а) и схема, обеспечивающай работу инвертора на индуктивно-резистивную нагрузку (например, асинхронный двигатель).

Работа схем иллюстрируется временными диаграммами и пояснения не требует. Отметим только, что наличие в выходной цепи (нагрузке) индуктивности потребовало включение в схему защитных диодов VD1 и VD2, обеспечивающих протекание тока при запирании транзисторов. Их наличие вызывает затягивание переходных процессов в нагрузке, но не допускает перенапряжений на транзисторах.

 

 

Схема АИН на транзисторах для работы на резистивную нагрузку.

 

Рис Схема АИН для работы на индуктивно-резистивную нагрузку.

 

Примеры применения и внешний вид автономных инверторов

В современных технологиях преобразования электроэнергии инвертор может выступать лишь промежуточным звеном, где его функция — преобразовать напряжение путем трансформации на высокой частоте (десятки и сотни килогерц). Благо, на сегодняшний день решить такую задачу можно легко, ведь для разработки и конструирования инверторов доступны как полупроводниковые ключи, способные выдерживать токи в сотни ампер, так и магнитопроводы необходимых параметров, и специально разработанные для инверторов электронные микроконтроллеры (включая резонансные).

Требования к инверторам, как и к другим силовым устройствам, включают: высокий КПД, надежность, как можно меньшие габаритные размеры и вес. Также необходимо чтобы инвертор выдерживал допустимый уровень высших гармоник во входном напряжении, и не создавал неприемлемо сильных импульсных помех для потребителей.

В системах с «зелеными» источниками электроэнергии (солнечные батареи, ветряки) для подачи электроэнергии напрямую в общую сеть, применяют Grid-tie – инверторы, способные работать синхронно с промышленной сетью(рисунок).

В процессе работы инвертора напряжения, источник постоянного напряжения периодически подключается к цепи нагрузки с чередованием полярности, при этом частота подключений и их продолжительность формируется управляющим сигналом, который поступает от контроллера.

Контроллер в инверторе обычно выполняет несколько функций: регулировка выходного напряжения, синхронизация работы полупроводниковых ключей, защита схемы от перегрузки.

 

Рис..Использование инвертора в системе электропитания на солнечных батареях.

 

На рисунке приведена схема использования инвертора для обеспечения беспеебойного питания электроэнергией коттеджа (дачного дома).

Рис. Использование инвертера для бесперебойного питания дома.

 

На рисунках и приведены варианты конструктивного исполнения инверторов различного назначения.

 

 

 

Рис.. Сварочный инвертор напряжения

 

 

Рис.. Автомобильнывй инвертор