کلمه اینورتر در لغت به معنی معکوس کننده است و اینورتر دستگاهی است که برق DC را به برق AC تبدیل میکند. از ابتدای کشف برق، به راحتی برق AC را به برق DC تبدیل میکرده اند، اما در دهه های اخیر تبدیل برق DC به برق AC نیز به کمک اینورترها امکان پذیر شده است.
اینورتر سه کاربرد اصلی دارد:
- تبدیل 12 ولت DC برق خودور به برق 220 ولت AC
- اینورترهای جوشکاری
- اینوترهای کنترل دور موتور مانند اینورترهای بکار رفته در کولرهای گازی.
تفاوت برق AC و DC
برای درک بهتر نحوه کارکرد اینورترها بتدا لازم است بدانیم که جریان AC و DC چه تفاوت هایی با یکدیگر دارند و چگونه تبدیل این دو جریان به یکدیگر باعث صرفه جویی در انرژی خواهد شد. تفاوت برق AC و DC در این است که در جریان AC، قطب های مثبت و منفی به طور مداوم تغییر میکنند که به تعداد دفعات تغییر قطب ها در ثانیه، فرکانس میگویند و واحد آن هرتز است. مثلا در ایران فرکانس برق شهری 50 هرتز است یعنی در یک ثانیه 50 بار قطب مثبت و منفی برق تغییر میکند.
علت اینکه برق شهری از نوع AC است این است که اولا برق تولید شده در نیروگاه ها به علت حرکت چرخشی ژنراتورها، ذاتا از نوع AC است و دلیل دوم که مهم ترین دلیل است این است که تلفات برق AC نسبت به برق DC به علت تغییر جهت الکترون ها خیلی کمتر است. برای درک علت کم بودن تلفات برق AC، اگر یک سنگ را با دست پرتاب کنیم حداکثر 10 متر به جلو میرود حال اگر یک سنگ دیگر نیز اضافه کنیم و سنگ قلاب بسازیم و آن را پرتاب کنیم، مسافت خیلی بیشتری را طی میکند. ولتاژ AC عموما یا 220 ولت است مانند ایران یا 110 ولت مانند ژاپن. در 220 ولت تلفات وسیله برقی کمتر است و در 110 ولت تلفات جانی.
کاربردهای اینورتر
اینورتر اغلب در برق شهری و همچنین برای مصارف صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرد. مشکل اصلی جریان AC این است که این نوع جریان، قابل دخیره برای استفاده در آینده نیست. به همین خاطر جریان AC تبدیل به جریان DC میشود و جریان DC در باتری ذخیره میشود و بعدا هر زمان که به جریان AC نیاز بود، جریان DC ذخیره شده به جریان AC تبدیل میشود تا در دستگاه هایی که با جریان AC کار میکنند مورد استفاده قرار گیرد. انیورتر برای تبدیل کردن جریان DC به انواع جریان AC با ولتاژ، تعداد فاز و فرکانس های مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
دستگاه کاهش مصرف برق کولر گازی
فرض کنید در تابستان از یک کولر گازی برای خنک کردن اتاق استفاده میکنیم و تنظیم کرده ایم که کولر دمای اتاق را در حدود 24 درجه نگه دارد.
در کولری که اینورتر ندارد، کولر با استفاده از خاموش و روشن شدن دمای اتاق را در حدود دمای تنظیم شده نگه میدارد. به این صورت که وقتی دمای اتاق خنکتر از دمای تعیین شده بشود، کولر خاموش شده و وقتی که دمای اتاق چند درجه از دمای تعیین شده بیشتر شود، کولر روشن شده و تا وقتی که دما خنکتر شود، روشن باقی میماند و بعد دوباره خاموش میشود تا هوا گرمتر شود و این چرخه ادامه پیدا میکند. این روشن و خاموش شدن های پی در پی علاوه بر اینکه از عمر مفید کولر میکاهد، با توجه به گشتاور راه اندازی بالای مورد نیاز، باعث افزایش مصرف انرژی هم میشود.
در کولرهای گازی که اینوتر دارند، ابتدا برق ایسی 220 ولت 50 هرتز به وسیله اینورتر به برق دیسی 220 ولت تبدیل میشود یعنی فرکانس حذف میشود. فرض کنید دمای کولر را روی 24 درجه تنظیم کرده ایم. اگر صبح باشد و دمای محیط خنکتر باشد لازم است که موتور با قدرت و سرعت کمتری کار کند و اگر ظهر باشد و دمای محیط گرم باشد لازم است که موتور با قدرت و سرعت بیشتری کار کند. از طریق سنسورهای به کار رفته، تشخیص داده میشود که موتور باید با چه قدرت و سرعتی کار کند و اینورتر برق 220 ولت دیسی را به برق ایسی با ولتاژ و هر فرکانس متناسب با قدرت و سرعت تشخیص داده شده تبدیل میکند. در نتیجه بدون اینکه نیاز به روشن و خاموش شدن کولر باشد، دمای محیط در حدود دمای تعیین شده باقی میماند و در مصرف انرژی نیز صرفه جویی میشود
انواع اینورتر
اینورتر میتواند بر اساس فاکتورهای متفاوت مانند موج خروجی، منبع، نوع سیم بندی و … به انواع مختلفی تقسیم شود.
اینورتر موج مربع:
شکل موج خروجی ولتاژ برای این نوع اینورتر به شکل مربع است. این نوع اینورتر در بین انواع اینورترها، کمترین استفاده را دارد زیرا اکثر لوازم خانگی بر اساس شکل موج سینوسی طراحی شده اند. اگر به وسیله ای که بر اساس ولتاژ با موج سینوسی کار میکند، ولتاژ موج مربعی بدهیم، دستگاه آسیب میبیند. این نوع اینورترها ارزان قیمت هستند اما همانطور که گفته شد موارد استفاده از آن ها نیز خیلی کم است. این نوع اینورترها اغلب برای دستگاه هایی با طراحی ساده که از موتور یونیورسال استفاده میکنند، مورد استفاده قرار میگیرد.
اینورتر موج سینوسی:
شکل موج ولتاژ خروجی این نوع اینورتر به شکل سینوس است و نکته مهم و مزیت اصلی این نوع اینورتر است زیرا تقریبا تمام وسایل خانگی مورد استفاده با استفاده از موج سینوسی کار میکنند، پس این نوع اینورتر بهترین خروجی را میدهد همچنین اطمینان داریم که دستگاه ها به طور صحیح کار میکنند. این نوع اینورترها گران قیمت هستند اما بیشترین استفاده را نیز دارند.
اینورتر موج سینوسی اصلاح شده:
ساختار این نوع اینورتر، پیچیده تر از اینورتر موج مربعی است اما نسبت به اینورتر موج سینوسی ساختار ساده تری دارد. خروجی این نوع اینورتر نه کاملا شیبه سینوس است و نه کاملا شبیه مربع و درواقع چیزی بین این دو است.
منابع : tadbirkara.com و پارس الکتریک و manamotor.com
