Nu este un secret faptul că eficiența AC este mult mai mare în comparație cu curentul direct, se dovedește practic și teoretic. Dar de cele mai multe ori se întâmplă că numai curentul direct este disponibil, de exemplu, rețeaua de bord a vehiculului, bateriile, panourile solare și alte surse alternative de energie. În același timp, de exemplu, atunci când utilizați panouri solare, în timpul zilei energia solară intră în cantități inegale, seara sau în condiții de noros este mult mai puțin decât în timpul zilei, în vreme clară.
Pentru a egaliza tensiunea în sistem cu o baterie solară, se utilizează baterii, care, atunci când se încarcă o activitate excesivă de energie solară, iar în cazul unei insuficiențe a soarelui, acestea renunță la energia acumulată în timpul anterior. Sau poate fi necesar să se folosească curent alternativ, dar nu și cu parametri standard. Dacă prin intermediul unui transformator putem scădea sau mări tensiunea, atunci frecvența curentului alternativ, din păcate, cu ajutorul lor nu se va schimba. Pentru toate cazurile de mai sus, puteți aplica miracolul tehnologiei moderne - invertorul de energie electrică.
Potrivit Wikipedia. Convertizorul este un dispozitiv pentru transformarea unui curent continuu într-un curent alternativ cu o schimbare a frecvenței sau a tensiunii.
De fapt, invertorul este un convertor DC la AC. Și puteți obține orice curent la ieșire, cu aproape orice parametri necesari. Curentul recepționat la ieșirea invertorului nu depinde de intrare. Singurul lucru pe care un invertor nu îl poate face este să crească energia electrică pentru a nu încălca legea conservării energiei. În toate celelalte privințe, versatilitatea invertoarelor este enormă, ele fac posibilă obținerea unor parametri non-statici ai curentului de ieșire, dar o reglează.
Principiul de funcționare al invertorului. dacă simplificați procesul în sine, îl puteți descrie astfel: este un transformator, la care înfășurați primar două chei care sunt conectate, care sunt deschise și închise unul câte unul. Ca urmare, funcționează înfășurările stânga sau dreapta. La un moment dat, curentul electric se deplasează fie într-o singură direcție de-a lungul primei înfășurări, fie în direcția opusă de-a lungul celei de-a doua înfășurări. În acest moment, un curent secundar este indus în secundar. Curenții în bobină cresc și descrește și înfășurarea secundară, dar în același timp schimbă direcția curentului, în funcție de bobina primară care este acum activă. Adevărat, la ieșire obținem un sinusoid (b) stepped (a) sau aprokismirovannuyu (b) și nu neted (in), dar nu este esențial pentru funcționarea majorității aparatelor de uz casnic. Invertoarele mai scumpe vă permit să obțineți ieșirea și forma sinusoidală a tensiunii de ieșire (înăuntru).
Invertorii pot fi împărțiți în standalone și în rețea. Invertoarele autonome sunt alimentate de baterii puternice. Mâncarea de la ei este constantă. Invertoarele de rețea sunt alimentate de un curent direct, dar tensiunea de intrare diferă în timp. De exemplu, în cazul bateriilor solare, acesta poate varia de la 300 la 800 de volți. Dar curentul de ieșire ar trebui să rămână constant din punct de vedere al parametrilor: atât pentru tensiune cât și pentru frecvență. Deci, la astfel de invertoare, sistemul de control și comutare este mai perfect, deoarece rețeaua în sine este utilizată ca generator de frecvență, iar funcționarea invertorului este sincronizată cu această rețea.
Deci, am rezolvat partea teoretică. Dar unde puteți găsi invertoarele în viața de zi cu zi? În orașele mari, invertoarele trifazate sunt utilizate în mod obișnuit pentru a crea tracțiune pentru troleibuze, tramvaie și, în general, pentru alimentarea motoarelor asincrone trifazate. Invertoarele monofazate sunt practice în orice birou - surse de alimentare neîntreruptibile.
UPS de utilizare în masă legate de asigurarea bunei funcționări a calculatoarelor, permițând echipamentul conectat în timpul pierderii curentului electric sau de ieșire parametri depășesc norma sa, un timp scurt continua. UPS-urile cele mai uzuale din gospodărie sunt echipate cu o baterie de 12 volți de 7.2 A
Structurally, convertoarele pot diferi foarte mult în funcție de puterea de ieșire necesară. Dacă un invertor cu o putere de ieșire de până la 150 de wați poate fi asamblat, așa cum se spune, pe genunchii casei de la componentele radio improvizate, atunci cu cerințe mai mari va fi necesar să se "tinker". Acest lucru se datorează, precum și costurilor mai mari și a deficienței pieselor și o cantitate crescândă de căldură produsă. Mai jos vă voi da o diagramă a unui invertor relativ simplu, dar cu putere redusă, cu o putere care nu depășește 100 de wați:
De la o baterie de mașină, un astfel de invertor poate alimenta o unitate de 100 de wați timp de câteva ore, ceea ce este un bun indicator. Iată parametrii cei mai importanți ai convertorului:
Tensiunea de alimentare -------------------- 10.5 - 14 V
Tensiunea semnalului de ieșire ----- 190 - 240 V
Frecvența tensiunii alternante - 48 - 52 Hz
Putere de încărcare conectată - până la 100 W
Ca generator DA1 master în această versiune, se utilizează un microcircuit KR1211EU1 specializat. Cipul conține un generator de ceas integrat a cărui frecvență de generare este determinată de constanta de timp a circuitului conectat la pinul 7 al microcircuitului. Pentru a acționa sistemul de protecție, se utilizează pinul 1 al microcircuitului. Atunci când se aplică un nivel de tensiune înaltă, funcționarea microcircuitului este blocată și la ieșiri se stabilește un nivel de tensiune scăzut. În modul de funcționare, microcircuitul este transferat fie prin oprirea și pornirea alimentării, fie prin aplicarea în scurt timp a unui nivel scăzut de tensiune la pinul 3 al microcircuitului. Ieșirile de ieșire DA1 deschid alternativ tranzistoarele cu efect de câmp VT4, VT5, care creează un curent electric alternativ în înfășurarea primară a transformatorului T1. În acest caz, ieșirea bobinei secundare T1 formează o tensiune de ieșire AC.
Puterea pentru cipul DA1 provine de la un regulator integrat DA2 cu putere redusă. Prezența tensiunii de alimentare este informată de LED-ul VD3. Frecvența tensiunii alternante generate este determinată de valorile lui R1, C1. Senzorul de suprasarcină este rezistențele R9 și R10 conectate în paralel. Curentul care trece prin ele creează o cădere de tensiune între baza și emițătorul tranzistorului VT2 prin separatorul R8, R11. Atunci când tranzistorul este supraîncărcat, VT2 se deschide și, prin dividerul R6, R5, se aplică tensiunea de înaltă tensiune la pinul 1 al microcircuitului. Valoarea pragului curentului de protecție este determinată de valorile R8, R11 și pentru acest circuit este de 10 A.
Cu o tensiune redusă de alimentare, se deschide tranzistorul VT1. Curentul care trece prin tranzistorul deschis VT1 și rezistoarele R4, R5 creează o tensiune ridicată pe pinul 1 al cipului DA1. Tranzistoarele VT4, VT5 trebuie instalate pe radiatoare de 30-50 metri patrati. vedeți fiecare. În acest caz, este necesar să se asigure o izolare electrică între radiator și carcasa tranzistorului. Se recomandă utilizarea garniturilor din mica sau a ceramicii, precum și a șaibelor dielectrice pentru șuruburi și pastă de conducție termică. Ca T1, este potrivit un transformator cu pas în jos cu o putere de cel puțin 150 W.
Se recomandă utilizarea transformatorului TP-190 după finalizarea sa simplă. Finalizarea transformatorului trebuie, fără a recurge la dezmembrarea acestuia, să desfaceți cele 10 rotații ale fiecărei secțiuni a înfășurării secundare. Pentru auto-fabricarea transformatorului, se poate recomanda miezul PLM27-40-58. Înfășurarea primară trebuie să conțină două secțiuni de 32 de fire de sârmă cu un diametru de 2 mm și un secundar (în sus) - 700 de fire de sârmă cu un diametru de 0,6 mm. Conexiunile din circuitele sursă ale tranzistorilor VT4, VT5 ale înfășurării primare a transformatorului T1, precum și condensatorul C8, trebuie realizate cu o secțiune de cablu de cel puțin 1,5 metri pătrați. mm.
Firele care conectează invertorul la sursa de alimentare trebuie să aibă o secțiune transversală de cel puțin 2,5 kV. mm. Rezistorul R19 este montat direct pe bornele condensatorului C8, iar elementele R19, C9 sunt montate pe bornele transformatorului T1. Ca switch SW1, se recomandă utilizarea unui automat cu un curent de 16 A.
Se recomandă ca elementele convertizorului, inclusiv placa de circuit imprimat, să fie fixate pe un șasiu metalic, care trebuie conectat la "minus" sursei de alimentare. Așa cum este utilizat în invertor FETs sunt de rezistență canal deschis de aproximativ 25 megohmi, ele sunt proiectate pentru destul de mare curent de scurgere admisibil de 40 A, astfel încât convertor de putere poate fi crescută până la 250 Watts prin diferite denominații scheme și utilizarea unui transformator de blocare.
Setarea invertorului este redusă la selectarea rezistenței de reglare a frecvenței R1. În absența dispozitivelor de măsurare, frecvența tensiunii generate poate fi estimată cu un estimator de frecvență simplu, circuitul căruia este prezentat în Fig. 5. Conectorul XР1 este conectat la ieșirea convertorului și conectorul XР2 - la rețeaua electrică 220 V 50 Hz. În acest caz, frecvența intermitentă a LED-ului VD2 corespunde diferenței frecvențelor de tensiune dintre convertizor și rețea. Selectând rezistența R1, este necesar să se realizeze cel mai rar intermitent al LED-ului.
Lista elementelor pentru asamblarea acestui convertor:
Element Descriere Cantitate
DA1 КР1211ЕУ1 - 1
DA2 78L06 Stabilizator integrat 2
VT1, VT2 KT3107A - 1
VT3 KT3102A - 1
VT4, VT5 IRZ44 Tranzistor cu efect de câmp 2
VD1, VD2 KD522A - 2
LED VD3 5mm, LED verde G 1
VD4 LED 5mm, R LED roșu 1
R1 1,1 MΩ; 1,2 MΩ; 1.3MM Necesită o selecție de 3
R2, R4 3,9 kOhm portocaliu. alb, roșu 1
R3, R13 6,2 kOhm Albastru, roșu, roșu 1
R5 10 kOhm negru, portocaliu. 1
R6 9.1 kOhm Alb, maro. roșu 1
R7 100 kΩ Brown. negru, galben 1
R8 2,2 kΩ Roșu, roșu, roșu 1
R16 1,8 kΩ Brown, gri, roșu 2
R9, R10 0,1 Ω 5 W 2
R11 1,0 kOhm negru. roșu 1
R12, R17 620 Ohm Albastru, roșu. Cinnamon. 2
R18 82 kΩ 2 W gri, roșu, portocaliu 1
R14, R15 100 Ohm Brown. negru, maro. 2
R19 1,2 kΩ maro, roșu, roșu 1
C1 1000 pF - 1
C2, C3 0,1 μF - 2
C4 1000mkF 16V - 1
C5 10 uF 16V-1
C6, C7 0,047 uF-2
C8 10.000 uF 16V-1
C9 0,047 μF 400 V - 1
În cazul utilizării sursei de alimentare de la un calculator personal, tranzistoarele KT315 cu orice index de litere, KT209 pot fi înlocuite cu KT361, precum și cu orice index de litere. Stabilizatorul de tensiune 7805 este mai bine să înlocuiți circuitul KR142EN5A domestic. Rezistoare orice, puterea de la 0,125 la 0,25 W. Diodele se vor potrivi, de asemenea, aproape oricărei frecvențe joase, de exemplu - KD105 sau IN4002. Condensatoare C1 tip K73-11, K10-17B cu o îngrijire mică a rezervorului când se încălzește. Transformatorul a fost luat de la sursa de alimentare a unui calculator personal, dar poate fi de asemenea utilizat de la televizoare vechi, de exemplu - "Spring" sau "Record", este important ca bobinele, secțiunea transversală și fierul să se potrivească. Componentele radio au dat seama, acum, cum să le punem împreună. Mai jos este o schemă bună a invertorului:
Acest proces poate fi descris după cum urmează: pe cipul D1, se compilează un generator cu unde pătrate, frecvența de repetare fiind de aproximativ 200 cps - diagrama "A". Din pinul 8 al cipului, impulsurile sunt alimentate în continuare de separatoarele de frecvență asamblate pe elementele D2.1 până la D2.2 ale cipului D2. Ca rezultat, cipul 6 la ieșire D2 frecvență de repetiție a impulsurilor devine de jumătate - 100 Hz - graficul „B“, și impulsuri la borna 8 devine egală cu o frecvență de 50 Hz - graficul „C“. Din pinul 9 sunt înregistrate impulsuri neinversate de 50 Hz - diagrama "D".
Pe diodele VD1-VD2, circuitul logic "OR" este asamblat. Ca rezultat, luate din știfturile clemei D1 8, impulsurile D2 pin 6 formează un impuls pe catozii diodelor corespunzător diagramei "E". Cascada pe tranzistoarele V1 și V2 servește la creșterea amplitudinii impulsurilor necesare pentru deschiderea completă a tranzistorilor cu efect de câmp. Tranzistorii V3 și V4 conectați la ieșirile 8 și 9 ale cipului D2 se deschid alternativ, blocând astfel un tranzistor V5 cu efect de câmp, apoi celălalt V6. Ca rezultat, impulsurile de control sunt formate astfel încât să existe o întrerupere între ele, ceea ce împiedică curentul de curent să curgă prin tranzistoarele de ieșire și mărește în mare măsură eficiența. Diagramele "F" și "G" arată impulsurile de control generate ale tranzistorilor V5 și V6. Acest lucru va arata ca o placa de circuite imprimate:
Trebuie doar să pregătim un transformator de la sursa de alimentare. Pentru a face acest lucru, lăsăm lichidul la 220 volți, iar înfășurările rămase sunt îndepărtate. Pe partea superioară a acestei înfășurări, două înfășurări sunt înfășurate cu un fir PEL - 2 mm. Pentru o simetrie mai bună, acestea trebuie să fie înfășurate simultan în două fire. La conectarea înfășurărilor, trebuie să țineți seama de faza. Fixați tranzistoarele cu efect de câmp prin garnituri de mică la un radiator comun din aluminiu. Ansamblul corect asamblat începe să funcționeze imediat după punerea în funcțiune. Singurul lucru este că este necesar să setați frecvența la 50-60 Hz selectând rezistența R1 și condensatorul C1.