Bei Anschlussbedarf kommt ein Spannungswandler von 12 auf 220 V zum Einsatz elektronische Geräte, die normalen Netzstrom verbrauchen, an eine Wechselspannungsquelle. In vielen Fällen ist dieses Netzwerk nicht verfügbar. Die Verwendung eines autonomen Benzingenerators erfordert die Einhaltung der Wartungsvorschriften: ständige Überwachung des Arbeitskraftstoffstands, Belüftung. Die Verwendung von Konvertern komplett mit Autobatterien ermöglicht es Ihnen, das Problem am besten zu lösen.

Zweck und Funktionsprinzip

Was ist ein spannungswandler. Dies ist der Name eines elektronischen Geräts, das die Größe des Eingangssignals ändert. Es kann als Step-up- oder Step-down-Gerät verwendet werden. Die Eingangsspannung kann nach der Umwandlung sowohl ihre Größe als auch ihre Frequenz ändern. Solche Geräte, die eine Gleichspannung in ein Ausgangssignal umwandeln (umwandeln). Wechselstrom werden Wechselrichter genannt.

Spannungswandler werden sowohl als eigenständiges Gerät verwendet, das Verbraucher mit Wechselstrom versorgt, als auch Teil anderer Produkte: Systeme und Quellen unterbrechungsfreie Stromversorgung, Geräte zum Erhöhen der Konstantspannung auf den erforderlichen Wert.

Wechselrichter sind Spannungsgeneratoren harmonischer Schwingungen. Quelle Gleichstrom Unter Verwendung einer speziellen Steuerschaltung wird ein Modus der periodischen Polaritätsumschaltung erzeugt. Dadurch wird an den Ausgangskontakten des Gerätes, an dem die Last angeschlossen ist, ein Wechselspannungssignal erzeugt. Sein Wert (Amplitude) und seine Frequenz werden durch die Elemente der Wandlerschaltung bestimmt.

Das Steuergerät (Controller) stellt die Schaltfrequenz der Quelle und die Form des Ausgangssignals ein, und seine Amplitude wird durch die Elemente der Ausgangsstufe der Schaltung bestimmt. Sie sind für die maximale Leistung ausgelegt, die die Last aus dem Wechselstromkreis ziehen wird.

Die Steuerung wird auch verwendet, um die Größe des Ausgangssignals zu steuern, was durch Steuern der Impulsdauer (Erhöhen oder Verringern ihrer Breite) erreicht wird. Informationen über Änderungen des Werts des Ausgangssignals an der Last gelangen über die Rückkopplungsschaltung in die Steuerung, auf deren Grundlage ein Steuersignal darin erzeugt wird, um die erforderlichen Parameter zu speichern. Diese Technik wird PWM-Signale (Pulsweitenmodulation) genannt.

In den Schaltungen der Leistungsausgangstasten des 12V-Spannungswandlers, leistungsstarker Verbund bipolare Transistoren, Halbleiterthyristoren, Feldeffekttransistoren. Controller-Schaltungen werden auf Mikroschaltkreisen implementiert, die gebrauchsfertige Geräte mit sind notwendige Funktionen(Mikrocontroller), die speziell für solche Konverter entwickelt wurden.

Die Steuerschaltung stellt die Betätigungsfolge der Tasten bereit, um den Ausgang des Wechselrichters mit dem Signal zu versorgen, das für den normalen Betrieb von Verbrauchergeräten erforderlich ist. Außerdem muss die Regelschaltung für die Symmetrie der Halbwellen der Ausgangsspannung sorgen. Dies ist besonders wichtig für Schaltungen, die Aufwärtsimpulstransformatoren am Ausgang verwenden. Für sie ist das Auftreten einer konstanten Spannungskomponente, die auftreten kann, wenn die Symmetrie gebrochen wird, nicht akzeptabel.

Es gibt viele Möglichkeiten, Spannungsinverter-Schaltungen (VIN) zu konstruieren, aber drei Hauptarten werden davon unterschieden:

• IN transformatorlose Brücke;
• Trafo IN mit Neutralleiter;
• Brückenschaltung mit Transformator.

Jeder von ihnen findet in seinem Bereich Anwendung, abhängig von der darin verwendeten Stromquelle und der erforderlichen Ausgangsleistung für Stromverbraucher. Jeder von ihnen muss mit Schutz- und Signalelementen ausgestattet sein.

Der Unterspannungs- und Überspannungsschutz der DC-Versorgung bestimmt den Arbeitsbereich der Wechselrichter „am Eingang“. Für den normalen Betrieb von Verbrauchergeräten ist ein Schutz gegen hohe und niedrige Ausgangs-Wechselspannung erforderlich. Der Betriebsbereich wird entsprechend den Anforderungen der verwendeten Last eingestellt. Diese Arten von Schutz sind reversibel, dh wenn die Geräteparameter wieder normal sind, kann die Arbeit wiederhergestellt werden.

Wenn der Schutz aufgrund von ausgelöst wird Kurzschluss in der Last oder ein zu starker Anstieg des Ausgangsstroms, ist eine gründliche Analyse der Ursachen dieses Ereignisses erforderlich, bevor das Gerät weiter betrieben wird.

Der 12-V-Konverter ist am besten geeignet, um ein lokales Stromnetz aufzubauen. Verfügbarkeit eine große Anzahl Autos und Batterien 12V DC ermöglicht es ihnen, verwendet zu werden, um die Bedürfnisse der Benutzer zu erfüllen. Ausgehend vom eigenen Auto lassen sich solche Netzwerke an den unterschiedlichsten Orten aufbauen. Sie sind mobil und unabhängig vom Parkplatz.

Sorten von Konvertern von 12 bis 220 Volt

Einfache Konverter von 12 bis 220 sind für Verbraucher mit geringer Leistung ausgelegt. Die Anforderungen an die Qualität der Ausgangsversorgungsspannung und die Form des Signals sind gering. Ihre klassischen Schaltungen verwenden keine PWM-Mikrocontroller. Der auf den Logikelementen AND-NOT aufgebaute Multivibrator erzeugt elektrische Impulse mit einer Wiederholrate von 100 Hz. Ein D-Flip-Flop wird verwendet, um ein gegenphasiges Signal zu erzeugen. Es teilt die Frequenz des Master-Oszillators durch 2. Das gegenphasige Signal in der Form Rechteckimpulse wird an den direkten und inversen Ausgängen des Triggers gebildet.

Dieses Signal steuert über die Pufferelemente auf den Logikelementen NICHT die Ausgangsschaltung des Wandlers, die auf Schlüsseltransistoren aufgebaut ist. Ihre Leistung bestimmt die Ausgangsleistung der Wechselrichter.

Transistoren können zusammengesetzte Bipolar- und Feldtransistoren sein. Die Senken- oder Kollektorschaltungen umfassen die Hälfte der Primärwicklung des Transformators. Seine Sekundärwicklung ist für eine Ausgangsspannung von 220 V ausgelegt. Da der Trigger die Frequenz von 100 Hz des Multivibrators durch 2 teilt, beträgt die Frequenz des Ausgangssignals 50 Hz. Ein solcher Wert ist notwendig, um die überwiegende Mehrheit der elektrischen und Funkgeräte im Haushalt mit Strom zu versorgen.

Alle Elemente der Schaltung werden von der Autobatterie mit Strom versorgt zusätzliche Elemente Stabilisierung und Schutz vor hochfrequenten Störungen. Auch der Akku selbst ist davor geschützt.

In den Schaltungen einfacher Konverter sind keine Schutzelemente und keine automatische Steuerung vorgesehen. Die Frequenz des Ausgangssignals wird durch die Wahl der Kapazität des Kondensators und des Widerstandswerts des in der Master-Oszillatorschaltung enthaltenen Widerstands bestimmt. Als die einfachste Verteidigung Bei einem Kurzschluss in der Last wird eine Sicherung in dem Stromkreis verwendet, der den Stromkreis versorgt Autobatterie. Daher ist es immer notwendig, einen Satz Sicherungseinsätze als Ersatz vorrätig zu haben.

Leistungsstärkere moderne DC-AC-Wandler werden nach anderen Schemata hergestellt. Der PWM-Controller stellt die Betriebsart ein. Es bestimmt auch die Amplitude und Frequenz des Ausgangssignals.

Die 2000-W-Wandlerschaltung (12 V + 220 V + 2000 W) verwendet eine Parallelschaltung von aktiven Leistungselementen in ihren Ausgangsstufen, um die erforderliche Ausgangsleistung zu erhalten. Bei dieser Schaltung werden die Ströme der Transistoren aufsummiert.

Eine zuverlässigere Möglichkeit, den Leistungsparameter zu erhöhen, besteht jedoch darin, mehrere DC / DC-Wandler als Eingangssignal eines gemeinsamen DC / AC-Wechselrichters (Gleichstrom / Wechselstrom) zu kombinieren, dessen Ausgang zum Anschluss einer leistungsstarken Last verwendet wird. Jeder der DC/DC-Wandler besteht aus einem Wechselrichter mit Trafoausgang und einem Gleichrichter für diese Spannung. An den Ausgangsklemmen liegt eine konstante Spannung von ca. 300 V. Alle sind am Ausgang parallel geschaltet.

Es ist schwierig, mehr als 600 W Leistung aus einem Wechselrichter herauszuholen. Die gesamte Schaltung des Gerätes wird von der Batteriespannung versorgt.

Solche Schaltungen sind mit allen Arten von Schutz versehen, einschließlich thermischem Schutz. Temperatursensoren auf der Oberfläche der Strahler der Ausgangstransistoren montiert. Sie erzeugen je nach Erwärmungsgrad Spannung. Das Schwellwertgerät vergleicht es mit dem in der Entwurfsphase eingestellten und gibt ein Signal aus, um das Gerät mit dem entsprechenden Alarm zu stoppen. Jede Zündschutzart ist mit einem eigenen, oft akustischen Signalgeber ausgestattet.

Auch eine zusätzliche Zwangskühlung kommt mit Hilfe eines im Gehäuse verbauten Luftkühlers zum Einsatz, der auf Befehl des entsprechenden Thermosensors automatisch in Betrieb geht. Darüber hinaus ist das Gehäuse selbst ein zuverlässiger Kühlkörper, da es aus Wellblech besteht.

Entsprechend der Wellenform der Ausgangsspannung

Einphasige Spannungswandler lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

• mit einer reinen Sinuswelle am Ausgang;
• mit einer modifizierten Sinuswelle.

Bei den Wechselrichtern der ersten Gruppe erzeugt der Hochfrequenzwandler eine konstante Spannung. Sein Wert liegt nahe an der Amplitude des Sinussignals, das am Ausgang des Geräts erhalten werden muss. In einer Brückenschaltung wird von dieser Gleichspannung durch Pulsweitenmodulation des Reglers und eines Tiefpassfilters ein sehr sinusähnlicher Anteil abgetrennt. Die Ausgangstransistoren öffnen mehrmals in jeder Halbwelle für eine Zeit, die gemäß dem Oberschwingungsgesetz variiert.

Bei Geräten, die am Eingang einen Trafo oder Motor haben, ist eine reine Sinuswelle notwendig. Der Hauptteil moderner Geräte ermöglicht eine Spannungsversorgung, deren Form ungefähr einer Sinuskurve ähnelt. Besonders geringe Anforderungen werden an Produkte mit gestellt Impulsblöcke Ernährung.

Transformer-Geräte

Spannungswandler können Transformatoren enthalten. In Wechselrichterschaltungen sind sie am Betrieb von Master-Sperr-Oszillatoren beteiligt, die Impulse erzeugen, die eine nahezu rechteckige Form haben. Als Teil eines solchen Generators wird ein Impulstransformator verwendet. Seine Wicklungen sind so verschaltet, dass eine positive Rückkopplung entsteht, wodurch ungedämpfte Schwingungen entstehen.

Der Magnetkreis (Kern) besteht aus einer hochfesten Legierung Durchsatz Magnetfeld. Aus diesem Grund arbeitet der Transformator in einem ungesättigten Modus. Verschiedene Arten von Ferriten, Permalloy, haben diese Eigenschaften.

Multivibratoren haben Transformatorblockiergeneratoren ersetzt. Sie verwenden eine moderne Elementbasis und haben im Vergleich zu ihren Vorgängern eine höhere Frequenzstabilität. Außerdem wird bei Multivibratorschaltungen auf einfache Weise eine Änderung der Betriebsfrequenz des Generators erreicht.

BEI moderne Modelle In den Endstufen arbeiten Wechselrichter-Transformatoren. Durch den Ausgang vom Mittelpunkt der Primärwicklung zu den Kollektoren oder Drains der darin verwendeten Transistoren wird die Versorgungsspannung von der Batterie zugeführt. Die Sekundärwicklungen werden mit dem Übersetzungsverhältnis für eine Wechselspannung von 220 V berechnet. Dieser Wert wird verwendet, um die meisten Haushaltsverbraucher zu versorgen.

Einschlag; Konverter Ein Element, das Eingangsaktionen oder Signale eines Typs in Ausgangsaktionen oder Signale eines anderen Typs umwandelt. Hinweis. Der Begriff Elektromaschinen-Signalwandler wird ähnlich definiert ... ... Polytechnisches terminologisches erklärendes Wörterbuch

Empfänger, Reduzierer, Übersetzer, Transformator, Konverter; Solion, Einheit, Reformist, Brücke, Konverter, Transverter, Gleichrichter, Reformer, Wechsler, Rebuilder, Sensor, Scanistor, Wandler, Reorganisator Wörterbuch der russischen Synonyme. ... ... Synonymwörterbuch

Elektromechanisch oder ein elektroakustischer Wandler, dessen Wirkung auf dem Effekt der Magnetostriktion beruht. In M. p. wird in der Regel die lineare Magnetostriktion von Ferro- oder Ferrimagneten im Bereich der Technik verwendet. Magnetisierung (siehe Ferromagnetismus ... Physikalische Enzyklopädie

Konverter- TRANSFORMER, Reorganizer, Reformer ... Wörterbuch-Thesaurus der Synonyme der russischen Sprache

KONVERTER- ein Gerät, das Werte eines Typs (Energie, Signale) in andere Typen und Formen umwandelt, die für die weitere Verwendung geeignet sind. P., unterschiedlich im Funktionsprinzip und Design, sind weit verbreitet in Automatisierung und Telemechanik, Informatik und ... ... Große polytechnische Enzyklopädie

KONVERTER, ich, Ehemann. 1. Wer umwandelt, hat umgestaltet, was n. 2. Umwandlungsgerät elektrische Energie. Elektrischer PP-Strom. | weiblich Konverter, s (zu 1 Wert). Erklärendes Wörterbuch von Ozhegov. S.I. Ozhegov, N. Yu. Schwedova ... Erklärendes Wörterbuch von Ozhegov

- (Konverter) eine rotierende Maschine zum Umwandeln von: Gleichstrom einer Spannung in Gleichstrom einer anderen Spannung, Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt; Wechselstrom in denselben Wechselstrom, aber mit unterschiedlicher Periodenzahl. Nach dem Design von P. ... ... Marine Dictionary

Konverter- Ein Gerät zum Umwandeln von Wellenformen von einem Typ in einen anderen (z. B. von seriell zu parallel oder von analog zu diskret) sowie zum Übertragen von Signalen von einer Frequenz auf eine andere. [LM Newdjajew. Telekommunikationstechnologien … Handbuch für technische Übersetzer

Konverter 3.1 Wandlergerät zur Umwandlung einer messbaren mechanischen Bewegung, wie Beschleunigung in eine bestimmte Richtung, in einen mess- oder aufzeichnungsfähigen Wert. Hinweis Der Messumformer kann enthalten… … Wörterbuch-Nachschlagewerk von Begriffen der normativen und technischen Dokumentation

Konverter elektrisches Gerät. Je nach Anwendung kann es bedeuten: in der Elektronik: Analog-Digital-Wandler Digital-Analog-Wandler Optoelektronischer Wandler Flyback ... ... Wikipedia

Bücher

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Konverter- Dies ist ein elektrisches Gerät, das Strom mit einigen Parametern oder in Strom mit anderen Werten von Parametern oder Qualitätsindikatoren umwandelt. Die Parameter können die Art des Stroms und der Spannung, ihre Frequenz, die Anzahl der Phasen, die Phase der Spannung sein.

Nach dem Grad der Regelbarkeit werden elektrische Energiewandler in ungeregelte und geregelte unterteilt. BEI gesteuerte Wandler Ausgangsgrößen: Spannung, Strom, Frequenz - einstellbar.

Entsprechend der Elementbasis werden Stromrichter unterteilt in elektrische Maschinen (rotierend) und Halbleiter (statisch). Elektromaschinelle Stromrichter werden auf Basis des Einsatzes von Elektromaschinen realisiert und sind derzeit bei Elektroantrieben relativ selten. Halbleiterwandler können Dioden, Thyristoren und Transistoren sein.

Aufgrund der Art der Umwandlung von Elektrizität werden Leistungswandler in Gleichrichter, Wechselrichter, Frequenzwandler, AC- und DC-Spannungsregler und Wechselspannungs-Phasenzahlwandler unterteilt.

In modernen automatisierten Elektroantrieben werden sie hauptsächlich eingesetzt Halbleiter-Thyristor- und Transistorwandler für Gleich- und Wechselstrom.

Die Vorteile von Halbleiterwandlern sind vielfältig Funktionalität Steuerung des Energieumwandlungsprozesses, hohe Geschwindigkeit und Effizienz, lange Lebensdauer, Komfort und Wartungsfreundlichkeit während des Betriebs, breite Möglichkeiten zur Implementierung von Schutz, Signalisierung, Diagnose und Prüfung sowohl des elektrischen Antriebs selbst als auch der Prozessausrüstung.

Gleichzeitig haben Halbleiterwandler auch gewisse Nachteile. Dazu gehören: hohe Empfindlichkeit von Halbleiterbauelementen gegenüber Überlastungen in Strom, Spannung und deren Änderungsgeschwindigkeit, geringe Störfestigkeit, Verzerrung der Sinusform von Strom und Netzspannung.

Ein Gleichrichter ist ein Konverter von Wechselspannung in Gleichspannung (gleichgerichtet).

Ungesteuerte Gleichrichter bieten keine Spannungsregelung an der Last und werden auf Halbleiter-ungesteuerten Geräten mit Einwegleitung durchgeführt -.

Gesteuerte Gleichrichter werden an gesteuerten Thyristordioden durchgeführt und ermöglichen Ihnen durch die entsprechende Ansteuerung Ihre Ausgangsspannung einzustellen.

gesteuerter Gleichrichter

Gleichrichter können nicht-reversibel und reversibel sein. Reversible Gleichrichter ermöglichen es Ihnen, die Polarität der gleichgerichteten Spannung an Ihrer Last zu ändern, während nicht-reversible dies nicht tun. Entsprechend der Anzahl der Phasen der Wechselspannung des Versorgungseingangs werden Gleichrichter in einphasige und dreiphasige und gemäß dem Leistungsschaltplan in Brücken- und Nullausgangsgleichrichter unterteilt.

Es wird als DC-AC-Spannungswandler bezeichnet. Diese Umrichter werden als Teil von Frequenzumrichtern verwendet, wenn der elektrische Antrieb aus dem Wechselstromnetz gespeist wird, oder als unabhängiger Umrichter, wenn der elektrische Antrieb aus einer Gleichspannungsquelle gespeist wird.

In elektrischen Antriebsschaltungen haben sie die größte Anwendung gefunden, implementiert auf Thyristoren oder Transistoren.

Autonome Spannungswandler (AVI) hab's schwer äußeres Merkmal, das ist die Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Laststrom, wodurch sich ihre Ausgangsspannung bei Änderung des Laststroms praktisch nicht ändert. Damit verhält sich der Spannungswechselrichter gegenüber der Last wie.

Autonome Stromrichter (AIT) haben eine "weiche" äußere Charakteristik und haben die Eigenschaften einer Stromquelle. Somit verhält sich der Stromrichter gegenüber der Last wie eine Stromquelle.

Frequenzumrichter (FC) wird ein Wechselspannungswandler mit Standardfrequenz und Spannung in Wechselspannung mit einstellbarer Frequenz genannt. Halbleiter-Frequenzumrichter werden in zwei Gruppen eingeteilt: Frequenzumrichter mit Direktanschluss und Frequenzumrichter mit zwischengeschaltetem Zwischenkreis.

Frequenzumrichter mit direktem Anschluss ermöglichen es Ihnen, die Spannungsfrequenz an der Last nur in Richtung ihrer Abnahme im Vergleich zur Frequenz der Versorgungsspannung zu ändern. Frequenzumrichter mit Zwischenkreis haben diese Einschränkung nicht und sind im Elektroantrieb weiter verbreitet.

Industrieller Frequenzumrichter zur elektrischen Antriebssteuerung

Wechselspannungsregler sogenannter Wechselspannungswandler mit genormter Frequenz und Spannung einstellbare Spannung Wechselstrom gleicher Frequenz. Sie können ein- und dreiphasig sein und verwenden in der Regel Single-Operation-Thyristoren in ihrem Leistungsteil.

Gleichspannungsregler bezeichnet man als Wandler der ungeregelten Spannung einer Gleichspannungsquelle in eine einstellbare Spannung am Verbraucher. Diese Wandler verwenden Leistungshalbleiter verwaltete Schlüssel in einem gepulsten Modus arbeiten, und die Spannungsregelung in ihnen erfolgt aufgrund der Modulation der Spannung der Stromquelle.

Die am weitesten verbreitete, bei der sich die Dauer von Spannungsimpulsen mit einer konstanten Frequenz ihrer Wiederholung ändert.

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Konverter von thermischer Plasmaenergie in elektrische Energie. Energie. Es gibt zwei Typen P. und. e. e. magnetohydrodynamischer Generator und thermionischer Konverter. Physikalisches Enzyklopädisches Wörterbuch. Moskau: Sowjetische Enzyklopädie. Chefredakteur … Physikalische Enzyklopädie

Konverter von thermischer Plasmaenergie (siehe Plasma) in elektrische Energie. Es gibt 2 Typen P. und. e. e. Magnetohydrodynamischer Generator und Thermionischer Wandler … Große sowjetische Enzyklopädie

Frequenzumwandler- Frequenzumrichter Ein elektrischer Wechselstrom-Energiewandler, der elektrische Energie mit einer Frequenzänderung umwandelt [OST 45.55 99] DE Frequenzumrichter elektrische Energie ... ... Handbuch für technische Übersetzer

Um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, werden spezielle elektronische Leistungsgeräte, sogenannte Wechselrichter, verwendet. Meistens wandelt ein Wechselrichter eine Gleichspannung einer Größenordnung in eine Wechselspannung einer anderen Größenordnung um.

Auf diese Weise, Ein Wechselrichter ist ein Generator mit sich periodisch ändernder Spannung, wobei die Spannungsform sinusförmig, nahezu sinusförmig oder gepulst sein kann. Wechselrichter werden sowohl als eigenständige Geräte als auch als Teil von unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen (USV) eingesetzt.

Als Teil von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) ermöglichen Wechselrichter beispielsweise eine unterbrechungsfreie Stromversorgung Computersysteme, und wenn die Spannung plötzlich im Netzwerk verschwindet, beginnt der Wechselrichter sofort, den Computer mit Energie zu versorgen, die er von der Pufferbatterie erhält. Zumindest hat der Benutzer Zeit, den Computer ordnungsgemäß herunterzufahren und auszuschalten.

Größere unterbrechungsfreie Stromversorgungen verwenden größere Wechselrichter mit großen Batterien, die die Verbraucher unabhängig vom Netz stundenlang autonom mit Strom versorgen können, und wenn das Netz wieder normal ist, schaltet die USV die Verbraucher automatisch direkt auf das Netz und die Batterien beginnen mit dem Laden.

Technische Seite

BEI moderne Technologien Um Strom umzuwandeln, kann ein Wechselrichter nur als Zwischenglied fungieren, wobei seine Funktion darin besteht, Spannung umzuwandeln, indem er sie mit einer hohen Frequenz (einige zehn und hundert Kilohertz) transformiert. Glücklicherweise ist es heute einfach, ein solches Problem zu lösen, da für die Entwicklung und Konstruktion von Wechselrichtern sowohl Halbleiterschalter, die Strömen von Hunderten von Amperen standhalten, als auch Magnetkreise mit den erforderlichen Parametern und speziell für Wechselrichter entwickelte elektronische Mikrocontroller (einschließlich resonante) sind verfügbar.

Zu den Anforderungen an Wechselrichter sowie an andere Leistungsgeräte zählen: hoher Wirkungsgrad, Zuverlässigkeit, möglichst geringe Gesamtabmessungen und geringes Gewicht. Es ist auch erforderlich, dass der Wechselrichter dem zulässigen Pegel höherer Oberschwingungen in der Eingangsspannung standhält und kein unzulässig starkes Impulsrauschen für die Verbraucher erzeugt.

In Systemen mit "grünen" Energiequellen ( Sonnenkollektoren, Windmühlen) zur direkten Stromversorgung gemeinsames Netzwerk, verwenden Grid-Tie - Wechselrichter, die synchron mit einem industriellen Netzwerk arbeiten können.

Während des Betriebs des Spannungswandlers wird periodisch eine Konstantspannungsquelle mit Polaritätswechsel an den Lastkreis angeschlossen, während die Häufigkeit der Verbindungen und ihre Dauer durch ein Steuersignal gebildet wird, das von der Steuerung kommt.

Der Controller im Wechselrichter erfüllt normalerweise mehrere Funktionen: Anpassung der Ausgangsspannung, Synchronisierung des Betriebs von Halbleiterschaltern und Schutz des Stromkreises vor Überlastung. Grundsätzlich werden Wechselrichter unterteilt in: autarke Wechselrichter (Strom- und Spannungswechselrichter) und abhängige Wechselrichter (netzbetrieben, netzgekoppelt etc.)

Wechselrichterschaltung

Die Halbleiterschalter des Wechselrichters werden von der Steuerung angesteuert und haben Sperrdioden. Die Spannung am Ausgang des Wechselrichters wird in Abhängigkeit von der aktuellen Lastleistung geregelt automatischer Wechsel Pulsweite im Hochfrequenzwandlerblock, im einfachsten Fall ist sie .

Die Halbwellen der niederfrequenten Ausgangsspannung müssen symmetrisch sein, damit die Lastkreise auf keinen Fall einen nennenswerten Gleichanteil erhalten (dies ist besonders gefährlich für Transformatoren), dazu muss die Impulsbreite der niederfrequenten Einheit (in der einfachsten Fall) konstant gemacht.

Bei der Steuerung der Ausgangstasten des Wechselrichters wird ein Algorithmus verwendet, der eine sequentielle Änderung der Strukturen des Stromkreises vorsieht: direkt, kurzgeschlossen, invers.

Auf die eine oder andere Weise hat der Wert der momentanen Lastleistung am Ausgang des Wechselrichters die Natur von Welligkeiten mit doppelter Frequenz, daher muss die Primärquelle einen solchen Betriebsmodus zulassen, wenn pulsierende Ströme durch sie fließen, und dem entsprechenden Pegel standhalten von Störungen (am Eingang des Umrichters).

Waren die ersten Wechselrichter ausschließlich mechanisch, gibt es heute viele Möglichkeiten für Wechselrichterschaltungen auf Halbleiterbasis, und es gibt nur drei typische Schaltungen: eine Brücke ohne Transformator, eine Gegentaktschaltung mit einem Transformatorausgang von Null, eine Brücke mit Transformator.

Eine Brückenschaltung ohne Transformator findet sich in unterbrechungsfreien Stromversorgungen ab einer Leistung von 500 VA und in Kfz-Wechselrichtern. Die Gegentaktschaltung ohne Transformatorausgang wird in USVs mit geringer Leistung (für Computer) bis 500 VA verwendet, bei denen die Spannung der Backup-Batterie 12 oder 24 Volt beträgt. Eine Brückenschaltung mit einem Transformator wird in leistungsstarken unterbrechungsfreien Stromversorgungen (für Einheiten und zehn kVA) verwendet.

Bei Rechteckspannungswechselrichtern wird eine Gruppe von Schaltern mit Freilaufdioden geschaltet, um am Verbraucher eine Wechselspannung zu erhalten und im Stromkreis für einen geregelten Umlaufbetrieb zu sorgen.

Für die Proportionalität der Ausgangsspannung sind verantwortlich: die relative Dauer der Steuerimpulse oder die Phasenverschiebung zwischen den Steuersignalen von Tastengruppen. In einem unkontrollierten Modus der Blindenergiezirkulation beeinflusst der Verbraucher die Form und Größe der Spannung am Ausgang des Wechselrichters.

Bei Stufenspannungswechselrichtern erzeugt der Hochfrequenz-Vorwandler eine unipolare Stufenspannungswellenform, die in ihrer Form grob einer Sinuskurve angenähert ist, deren Periode gleich der halben Periode der Ausgangsspannung ist. Die NF-Brückenschaltung wandelt dann die unipolare Stufenkurve in zwei Hälften einer bipolaren Kurve um, die ungefähr wie eine Sinuswelle geformt ist.

Bei Spannungswechselrichtern mit sinusförmigem (oder nahezu sinusförmigem) Ausgang erzeugt der vorgeschaltete Hochfrequenzwandler am Ausgang eine Gleichspannung in der Größenordnung der Amplitude der späteren Sinuskurve.

Danach bildet die Brückenschaltung aus einer konstanten Spannung mittels Mehrfach-PWM eine niederfrequente Wechselspannung, indem jedes Transistorpaar bei jeder Halbwelle der Ausgangssinusform mehrfach für eine entsprechend unterschiedliche Zeit öffnet Harmonisches Gesetz. Dann extrahiert der Tiefpassfilter den Sinus aus der resultierenden Form.

Die einfachsten Schemata für die vorläufige Hochfrequenzwandlung in Wechselrichtern sind selbstoszillierend. Sie sind technisch recht einfach zu realisieren und bei kleinen Leistungen (bis 10-20 W) recht effektiv, um Verbraucher zu versorgen, die für den Stromversorgungsprozess nicht kritisch sind. Die Frequenz von Selbstoszillatoren beträgt nicht mehr als 10 kHz.

Positiv Rückkopplung in solchen Geräten wird aus der Sättigung des Magnetkreises des Transformators erhalten. Für leistungsstarke Wechselrichter sind solche Schemata jedoch nicht akzeptabel, da die Verluste in den Schlüsseln zunehmen und sich der Wirkungsgrad dadurch als gering herausstellt. Außerdem stört jeder Kurzschluss am Ausgang Eigenschwingungen.

Bessere Schaltungen von vorläufigen Hochfrequenzwandlern sind Flyback (bis 150 W), Gegentakt (bis 500 W), Halbbrücke und Brücke (über 500 W) auf PWM-Controllern, bei denen die Umwandlungsfrequenz Hunderte von Kilohertz erreicht .

Arten von Wechselrichtern, Betriebsarten

Einphasige Spannungswechselrichter werden in zwei Gruppen eingeteilt: mit reinem Sinusausgang und mit modifizierter Sinuswelle. Die meisten modernen Geräte erlauben eine vereinfachte Form des Netzsignals (modifizierte Sinuswelle).

Eine reine Sinuswelle ist wichtig für Geräte, die einen Elektromotor oder Transformator am Eingang haben, oder wenn es spezielles Gerät, der nur mit einer reinen Sinuswelle am Eingang funktioniert.

Dreiphasen-Wechselrichter werden üblicherweise verwendet, um Drehstrom für Elektromotoren zu erzeugen, zum Beispiel zur Stromversorgung. In diesem Fall sind die Motorwicklungen direkt mit dem Ausgang des Wechselrichters verbunden. Leistungsmäßig wird der Wechselrichter nach dessen Spitzenwert für den Verbraucher ausgewählt.

Im Allgemeinen gibt es drei Arbeitsmodi des Wechselrichters: Anlauf, Dauerbetrieb und Überlast. Im Startmodus (Kapazitätsladung, Starten des Kühlschranks) kann die Leistung für Sekundenbruchteile die Wechselrichterleistung verdoppeln, dies ist für die meisten Modelle akzeptabel. Kontinuierlicher Modus - entsprechend der Nennleistung des Wechselrichters. Überlastmodus - wenn die Leistung des Verbrauchers 1,3-mal höher ist als der Nennwert - in diesem Modus kann der durchschnittliche Wechselrichter etwa eine halbe Stunde arbeiten.