اینورتر چیست ؟ در این مقاله قصد داریم به طور کامل به معرفی اینورتر و انواع آن بپردازیم. همچنین ویژگی ها و کاربردهای این قطعه الکترونیکی به طور کامل بیان خواهد شد.

در قرن نوزدهم میلادی در مورد نیروی برقی که قرار بود وارد ساختمان ها شود بین دانشمندان اختلافاتی وجود داشت. نیکولا تسلا طرفدار جریان متناوب (AC) بود ولی نظر توماس ادیسون این بود که جریان مستقیم (DC) می تواند مفیدتر باشد. در نهایت نیکولا تسلا در این کشمکش علمی پیروز شد و امروزه میبینید که برق تمام خانه ها از نوع جریان متناوب است. اکنون تمام وسایل الکترونیکی طوری طراحی می شوند که با جریان متناوب AC کار کنند. از طرفی برق تولید شده توسط ژنراتورهای برق اغلب برق DC است. اینجا جایی است که اینورتر نقش خود را بازی می کند. برای پاسخ به سوال اینورتر چیست ابتدا لازم است با ویژگی ها و طرز کار آن آشنا شویم. با ما همراه باشید.

پیشنهاد ویژه ما: دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی

اینورتر چیست؟

در پاسخ به این سوال که اینورتر چیست باید بگوییم اینورتر (Inverter) در واقع یک مبدل جریان الکتریکی است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. فرکانس، توان و ولتاژ اینورترها می تواند به مقدار دلخواه تنظیم شود. در واقع کار این مبدل ها برعکس کار یکسوکننده هاست. خروجی اینورتر یک موج مربعی است که می تواند با استفاده از فیلتر به جریان سینوسی تبدیل شود.

دوره مرتبط: آموزش طراحی بردهای الکترونیکی

طرز کار اینورتر

در پاسخ به سوال اینورتر چیست، همانطور که گفتیم اینورتر جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کند. این دستگاه ها خود هیچگونه نیرویی را تولید نمی کنند و برق خود را از منبع DC می گیرند. اگر منبع برق DC ضعیف باشد اینورتر نمی تواند نقشی در تقویت این جریان بازی کند.

برای اینکه اینورتر بتواند جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کند به سوئیچینگ نیاز دارد. سوئیچینگ در واقع در هر ثانیه 50 بار جریان را کاملا برعکس می کند. یعنی در هر دقیقه حدودا 3000 بار جریان عوض می شود تا جریان خروجی به صورت مربعی باشد. این واحدهای سوئیچینگ متصل به یک مبدل الکتریسیته هستند.

همانطور که گفتیم وظیفه اینورتر تقویت جریان ورودی نیست. این وظیفه بر عهده ترانسفورماتور می باشد. ترانسفورماتور یک قطعه الکترومغناطیسی شامل دو سیم پیچ با هسته های آهنی است که می تواند ولتاژ پایین AC را تقویت کرده و به ولتاژ بالای AC و برعکس تبدیل کند.

سرعت گردش موتور (RPM) ارتباط مستقیمی با ولتاژ و فرکانس موتور دارد. با افزایش فرکانس و ولتاژ سرعت گردش موتور افزایش می یابد. به کمک اینورتر می توان برای پایین آوردن فرکانس و ولتاژ و همچنین سرعت موتور الکتریکی استفاده کرد.

فرصت شغلی عالی: دوره های آموزش فنی و حرفه ای آموزشگاه فنی سازان با مدرک معتبر

انواع اینورتر

اینورترها از لحاظ موج خروجی به سه نوع مختلف تقسیم بندی می شوند:

اینورتر موج مربع

در این نوع اینورترها موج ولتاژ خروجی به شکل مربعی است. این اینورترها خیلی پرکاربرد نیستند و دلیل این امر این است که وسایل الکترونیکی خانگی بر اساس موج سینوسی کار می کنند. اگر ولتاژ موج مربعی خروجی از این نوع اینورترها را به دستگاه های خانگی بدهیم آسیب میبینند. این اینورترها قیمت ارزانی دارند و در دستگاه هایی با طراحی بسیار ساده از آنها استفاده می شود.

اینورتر موج سینوسی

در این نوع اینورترها شکل موج خروجی به شکل سینوسی است. این اینورترها بسیار پر استفاده هستند و در تمام وسایل خانگی استفاده می شوند و به همین دلیل هم گران قیمت هستند.

اینورتر موج سینوسی اصلاح شده

ساختار این اینورترها از اینورترهای موج مربعی پیچیده تر و از اینورترهای موج سینوسی ساده تر است. خروجی این اینورتر ترکیبی از موج سینوسی و موج مربعی است.

انواع اینورتر

و اما انواع اینورتر چیست : اینورترهای از لحاظ تعداد فاز به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند. البته وقتی از تک فاز یا سه فاز بودن اینورتر صحبت می کنیم در واقع منظورمان ورودی دستگاه هست و خروجی دستگاه همگی سه فاز هستند. یعنی اینورتر قادر است برای ماشین های الکتریکی تک فاز به سه فاز مورد استفاده قرار بگیرد. این یک مزیت خیلی عالی برای این اینورترهاست زیرا در برخی کارگاه ها دسترسی به برق سه فاز وجود ندارد.

مزایای اینورتر

حال به این قمت مقاله میرسیم که مزایای اینورتر چیست : استفاده از اینورتر مزایایی دارد که قصد داریم در این بخش به آنها بپردازیم. اینورتر بسیار هوشمند عمل می کند. اینورتر قادر است از روی میزان باری که به سمت موتور می رود جریان متناسب با آن را تشخیص داده و چرخش موتور را با آن هماهنگ کند. برای مثال هنگامی که لباسشویی در حال کار است سرعت چرخش موتور به میزان وزن لباسهای داخل آن بستگی دارد که توسط اینورتر تنظیم می شود. مثال دیگر سرعت حرکت آسانسور است که با توجه به تعداد و وزن افراد داخل آن و توسط اینورتر تنظیم می شود.

اینورترها صرفه جویی خوبی در مصرف انرژی و در پی آن کاهش هزینه ها دارند. همچنین باعث می شوند موتورهای الکتریکی جریان راه اندازی برق کمتر و دوام و طول عمر بیشتری داشته باشند.

اینورتر با راه اندازی آهسته و نرم موتور باعث می شود عمر قطعات مکانیکی افزایش یابد و این به دلیل کم شدن ضربه های مکانیکی در بخش های متفاوت موتور میباشد. همچنین اینورترها قابلیت تغییر سرعت دارند و می توانند سرعت و جهت حرکت موتور را تغییر دهند. از سوی دیگر، این قابلیت در اینورترها وجود دارد که برای حرکت موتور برنامه ریزی شوند.

با استفاده از اینورتر می توان موتور را بدون نیاز به قطع و وصل کردن برق ، روشن و خاموش کرد. بعلاوه، این دستگاه محافظت بیشتری را در برابر اضافه بار و سوختن برای موتور ایجاد می کند. با استفاده از اینورترها میتوان در شرایطی که تغییرات دائم در ولتاژ ورودی وجود دارد از موتور حفاظت کرد. با استفاده از اینورترها می توان سرعت موتور الکتریکی را افزایش داد.

کاربردهای اینورتر

اکنون می خواهیم بررسی کنیم که کاربردهای اینورتر چیست : اینورترهای کاربردهای متفاوتی در صنعت دارند. از اینورترها در گرمکن های القایی، فن های صنعتی، جرثقیل های مختلف، منبع تغذیه، صفحات خورشیدی، منبع برق اضطراری، آسانسور، دستگاه های چاپ، دستگاه های تزریق پلاستیک، نوار نقاله، فن های صنعتی و … استفاده می شود.

اجزای یک درایو VDF

یک درایو کامل VDF دارای سه جزء اصلی شامل کانورتر، باس و اینورتر هستند. در ادامه وظیفه این اجزا را شرح می دهیم.

مبدل یا کانورتر

کانورتر برق ورودی سه فاز متناوب را تحویل گرفته و آن را به شکل DC وارد خروجی می کند.

صفی خازنی یا باس

باس دستگاه برق مستقیم DC تولید شده را دریافت کرده و با حذف ریپل ها، تبدیل به یک موج DC می کند.

اینورتر

اینورتر برق DC ورودی را با استفاده از مدار سوئیچینگ به شکل سینوسی مورد استفاده در وسایل خانگی تبدیل می کند.

ساختار اینورتر و اجزای آن

در ادامه بررسی پاسخ سوال اینورتر چیست ، به بررسی ساختار آن می رسیم. اینورترهای موجود در بازار همگی از ساختاری مشابه پیروی می کنند. با توجه به کاربرد درایو کیفیت اجزای اینورتر متفاوت خواهد بود. هر چند کیفیت نهایی درایو را نمی توان از روی کیفیت اجزای آن قضاوت کرد. اینورترها دارای سه بخش اصلی هستند که در زیر آمده است:

بخش کنترل شامل کی پد، ترمینال برد و برد کنترل، منبع تغذیه و مدار اصلی. در ادامه به بررسی این قطعات و نحوه عملکرد آنها می پردازیم.

کی پد (Key pad)

کی پد یکی از بخش های قسمت کنترل اینورتر است. کی پدها اکثرا دیجیتالی هستند. کی پدهای دیجیتالی معمولا دو نوع صفحه نمایش دارند: صفحه نمایش LCD و صفحه نمایش Segment7.

کاربرد کی پدها شامل انجام تست دستی، تنظیم پارامترها، تنظیمات محلی، کم و زیاد کردن سرعت و انجام عملیات جاگ (Jog) در ماشین آلات صنتی نام برد.

ترمینال برد

بخش دیگری از ساختار اینورتر ترمینال برد است. ترمینال برد یکی از بخش های کنترل است که با استفاده از آن می توان کارهایی نظیر کم و زیاد کردن دور درایو، فرمان دهی به درایو، وصل کردن سنسور به درایو، ارسال فرمان قطع و وصل و استپ کردن از دور را انجام داد.

برد کنترل

یکی از مهمترین اجزای اینورتر که خود جزئی از بخش کنترل می باشد، برد کنترل است. پردازش سیگنال های ورودی به اینورتر در این برد صورت می گیرد. برد کنترل مغز اینورتر است و هماهنگی بین بخش های مختلف را بر عهده دارد.

برد پاور

برد پاور بخش دیگر قسمت کنترل اینورتر است. وظیفه این بخش شامل سه قسمت جدا نمودن نواحی ولتاژ بالا از ولتاژ پایین، دریافت سیگنال از ورودی، پردازش و ارسال سیگنال خروجی مناسب و تشخیص کیفیت سیگنال های ورودی میشود.

منبع تغذیه

منبع تغذیه از طریق سیم پیچ به ترانسفورماتور وصل می شود. سوئیچ تعبیه شده در مدار اینورتر تک فاز با تغییرت سریع خود امکان ایجاد جریان از مسیرهای مختلف را در مدار میسر می کند. این تغییرات سریع سرعت باعث می شود جهت جریان در سیم پیچ اولیه تغییر کند. این تغییرات باعث ایجاد جریان متناوب در ترانسفورماتور می شود.

مدار اصلی

اساسی ترین بخش یک اینورتر مدار اصلی آن است. در مدار اصلی، تبدیلات پیچیده ای صورت می گیرد. ولتاژ  AC ورودی به ولتاژ DC تبدیل می شود و در مرحله آخر سوئیچ ها به ولتاژ AC در خروجی تبدیل می شوند.

احتمال دارد مدار اصلی اینورتر در گذر زمان دچار مشکل شود. زیرا اجزایی مانند خازن های اتصال DC و یا تی رسیپتورها معمولا در صورت استفاده نادرست زودتر از قطعات دیگر آسیب می بینند.

از عناصر فرعی اینورتر شامل کارت های ورودی و خروجی و کارت شبکه را نام برد. این کارت ها قابلیت اضافه شدن به هر اینورتری را ندارد و اگر هم اضافه شود به عنوان امکانات اضافه هستند.

جمع بندی اینورتر چیست

در این مقاله به بررسی جواب سوال اینورتر چیست پرداختیم و همانطور که دیدید اینورترها از اجزای مهم و اصلی مدارات الکتریکی هستند و یک تکنسین طراحی و تعمیر بردهای الکتریکی باید قادر باشد مدارات اینورتر را نیز تست، عیب یابی و تعمیر کند.

آموزشگاه فنی سازان با سالها تجربه در آموزش نیروهای متخصص و با آموزش عملی ویژه بازار کار در سالهای اخیر توانسته تکنسین های متعددی را وارد بازار کار کند. برای آشنایی با دوره های آموزش فنی و حرفه ای آموزشگاه فنی سازان به صفحه اصلی سایت فنی سازان مراجعه کنید.