Inverter: mis see on ja kuidas seade töötab, välimuse ajalugu ja klassifikatsioon

Üks olulisemaid teaduse edusamme 19. sajandil oli elektri rajamine. Tänu sellele on inimesel võimalus pärast päikeseloojangut teha mis tahes tööd, mis varem oli võimatu. Tänapäeval on kahte tüüpi voolu - otsene ja vahelduvvool, kuid spetsialiste on alati huvitanud võimalus üks teiseks teisendada, mis viis inverteri tekkimiseni. Mis see on ja kuidas see toimib, leiate vastavast kirjandusest.

Päritolu ajalugu

XIX sajandi 80ndate lõpus sai Thomas Edison oma laboris alalisvoolu ja otsustas seda avastust kõigiga jagada. Teadlane väitis, et selline allikas on seadmete toiteks palju parem kui vahelduvvool.

Muutuva vooluallika avastas mõni aasta varem Serbia teadlane Nikola Tesla ja levitas seda ideed aktiivselt kõigi oma fännide seas. Edisonist sai tema konkurent ja ta püüdis inimesi veenda, et vahelduvvool on inimestele ohtlik ja elektriseadmete toiteks ebaefektiivne.

Vaatamata kõigile argumentidele oli Nikola Teslal palju fänne, tema tehnikat kasutati aktiivselt ja sel ajal kaotas Edison võistlusel. Kuigi vahelduvvoolu on tänapäevalgi vaja, peetakse alalisvoolu parimaks võimaluseks elektriseadmete toiteks.

Väärib märkimist, et paljud vahelduvvooluga töötamiseks mõeldud seadmed eraldavad pidevat voolu. See toob kaasa asjaolu, et sellise seadme käivitamisel vajab inimene täiendavat seadet alalisvoolu vahelduvvooluks muutmiseks, see tähendab inverterit.

Elektrienergia liigid

Enamik õpetajaid, kes õpilastele elektrialast teavet jagavad, räägivad peamiselt alalisvoolust (DC). See on elektronide voog, mis järgivad üksteist teatud kaugusel. Kogenud õpetajate populaarseim analoogia on oja võrdlemine tavalisi kuivi lehti kandvas kolonnis kõndivate sipelgatega.

See seisukoht on üsna üldine, kuid põhiidee on õige. Ahel sarnaneb tahke elektriahelagatavalise taskulambi toiteks. Suurtes kodumasinates töötab elekter aga teisiti. Seinale paigaldatud pistikupesad varustavad seadmeid vahelduvvoolu (AC) toiteallikaga. Selles lülitatakse elektrit suure kiirusega 50-60 korda sekundis, see tähendab, et sellise lülitamise sagedus on 50-60 Hz.

Tavainimene, kel pole teadmisi elektroonika vallas, pole päris selge, kuidas selline vool seadmeid toidab, kui see pidevalt oma liikumissuunda muudab. Vastus sellele küsimusele on aga lihtne. Näiteks võite võtta tavalise seinalambi, mis töötab vahelduvvooluallikaga. Kui ühendate selle pistikupessa, hakkavad elektronid aktiivselt liikuma, vahetama kohti ja muutma liikumissuunda. Kogu protsess toimub väga kiiresti, nii et juhtmetes tekib soojus.

See on soojus, mis läheb lampi, põhjustades selle sära. Vahelduvvool on seadmete toitel sama tõhus kui alalisvool, kuid selles olevad elektronid liiguvad paigas.

Üldine teave seadme kohta

Nikola Tesla suurimat avastust kasutab inimkond kõikjal. Enamik igas kodus olevatest seadmetest on loodud töötama alalisvoolutoitel, kuid vahelduvvoolutoide tuleb pistikupesadest. Seetõttu on vahelduvvoolu alalisvooluks teisendamiseks peaaegu alati vaja spetsiaalset seadet või alaldit.

Inverter seevastu täidab täpselt vastupidist funktsiooni. Näete, kuidas see töötab, kasutades näitena tavalist taskulampi. Seade on väike ja toiteallikaks on sisseehitatud aku, millest saab pidev vooluallikas. Kui eemaldate selle armatuurist, keerate teise postiga ümber ja paigaldate uuesti, ei ole töös ega valgustuse kvaliteedis märgatavat erinevust. Elektrivool hakkab aga teisiti.

Seda protsessi võib võrrelda mehaanilise muunduriga, kui inimkäed pööravad akut kiirusega 50-60 korda sekundis. Loomulikult töötavad spetsialiseeritud kauplustes ostetavad seadmed veidi teisiti. Magnetlüliteid kasutatakse elektronide liikumissuuna pidevaks muutmiseks. Kuid selline disain on mõeldud ainult mehaanilist tüüpi seadmetele.

Elektroonilised inverterid muudavad suunda sujuvalt, välja arvatud äkilised pingelangused. Teist tüüpi peetakse eelistatavaks võimaluseks, kuna pidevad pinge tõusud mõjutavad negatiivselt mõne elektriseadme tööd. Selliste inverterite disain on varustatud spetsiaalsete induktiivpoolide ja kondensaatoritega. Need osad pehmendavad energiavoogu sisse- ja väljalaskeavas, luues seeläbi elektriseadmetele sujuva toiteallika.

Mõnel juhul kasutatakse trafode jaoks invertereid, et teisendada vahelduvvooluallikat kõrgemale või madalamale sagedusele, olenevalt konkreetse tarbija vajadustest. Tuleb märkida, et väljundvõimsus on alati väiksem kui sisendvõimsus. See on vajalik seadmete normaalseks tööks. Ükski trafo või inverter ei saa toota rohkem energiat, kui ta tarbib, kuna osa sellest läheb kaotsi.

Toimimispõhimõte

Inverter töötab lihtsa põhimõtte järgi, millest saab aru, kui tuua konkreetse näite. Tavaline aku töötab primitiivselt ja toodab pidevat voolu, mis ei muuda selle suunda. Kui sellele struktuurile lisada lüliti, mis väljundis muudab elektronide liikumissuunda, antakse seadmele vahelduvvoolu. Selle õigeks muutmiseks peab lüliti korralikult töötama ja töötama sekundi jooksul vähemalt 50 korda. Elektronide voolus toimub umbes 3000 muutust minutis.

Mehaaniline inverter töötab veidi teistmoodi ja muudab spetsiaalsete magnetite abil kiiresti ka voolu suunda. Selle toimimise põhimõte meenutab uksekella. Nupu vajutamisel mõjub inimene vedrule, mis annab signaali elektri võimsuse ja vooluhulga muutmiseks. Vabastamisel naaseb kõik algsesse asendisse. Seade on varustatud ka spetsiaalse kontrolleriga, mis täidab muid funktsioone:

• pinge reguleerimine seadmes;
• lülitussageduse sünkroniseerimine;
• kaitseb ülekoormuse ja rikete eest.

Tänu sellele võimaldab isegi seadme mehaaniline mudel suurtel elektriseadmetel sujuvalt töötada.

Seadmete klassifikatsioon

Inverterite mudeleid on palju. Need võivad olla massiivsed ja varustatud spetsiaalsete akudega. Saadaval on kaasaskantavad mudelid, mis on väikesed ja mida kasutatakse erinevatel eesmärkidel. Seadmed on jagatud ka tarbitava ja toodetava võimsuse järgi. Seda parameetrit peetakse valimisel peamiseks, eriti kui näiteks tootmises on vaja kõrget näitajat.

Tuleb märkida, et isegi kõige võimsamad inverterid ei ole mõeldud pikaajaliseks tööks maksimaalse jõudlusega. Sõltuvalt tööpõhimõttest jagunevad seadmed järgmisteks osadeks:

• sõltlased, kes töötavad ainult võrgus;
• autonoomne, varustatud akuga;
• pinge- ja vooluinverterid.

Eraldiseisvaid mudeleid kasutatakse tavaliselt lühiajaliseks tööks ja need ei sõltu toiteallikast. Üksikud seadmed on spetsiaalselt loodud võrguga püsivaks ühendamiseks. Mõnikord on seadmed varustatud päikesepaneelidega.

Igal valikul on oma eelised. Näiteks eraldiseisvad seadmed sobivad igale seadmele ja võivad aidata keerulises olukorras. Päikeseenergia säästab energiat ning sõltlased ei vaja toimimiseks laadimist ega muid tingimusi. Öösel on päikesepatarei sobimatu ja ei saa omanikku teenindada, seetõttu valitakse selliseid mudeleid harva.

On ka universaalseid seadmeid, mis võivad töötada võrgus ja võrguühenduseta, kuid mitte samaaegselt. Selliste seadmete puuduseks on nende suur suurus, kuna kahes režiimis toimimise tagamiseks on vaja seade varustada täiendavate osadega.

Seadmed, mis paigaldati enne 1970. aastat, kasutasid oma töös spetsiaalseid elavhõbedakaare klappe. Kaasaegsed mudelid on tavaliselt kindlad ja neid peetakse tõhusamaks ja ohutumaks.

Keevitusinverterid

Eraldi tasub esile tõsta spetsiaalsed inverterid, mis võivad tõhusust oluliselt tõsta. keevitusmasina töö ja ühendage kiiresti ilma pingutuseta kaks metallosa ja tehke struktuur usaldusväärne. Nendel inverteritel on palju eeliseid:

1. Neid iseloomustab suur võimsus ja jõudlus.
2. Keevisõmbluste töökindlus ja vastupidavus.
3. Võimalus valida kompaktne mudel ja viia see kohta, kus inimene töötab.
4. Kõrge efektiivsus - peaaegu 90%. See näitaja on palju suurem kui tavalistel trafodel.
5. Mõõdukas elektrienergia tarbimine ja tõhusus.
6. Keevitusmasina töötamise ajal eraldatakse metallipritsmed väiksemas koguses, mis säästab mitte ainult elektrit.
7. Võimalus reguleerida vooluvarustust, muutes selle sujuvaks.
8. Keevitaja saab metallitöid teha ka siis, kui tal sellel alal palju kogemusi pole.

Seadme mitmekülgsus võimaldab seda kasutada erinevates valdkondades ning üheks oluliseks eeliseks peetakse võimalust valida hinna ja kvaliteedi suhte osas parim mudel.

Populaarsed sordid

Enne sobiva seadme valimist on soovitatav tutvuda selle sortide ja otstarbega. On mudeleid, mida kasutatakse ainult keevitamiseks, ja on seadmeid metalli lõikamiseks. Samuti väärib märkimist, et professionaalseks kasutamiseks mõeldud seadmeid toodetakse suurte mõõtmetega.

Koduseks kasutamiseks peaksite valima mitteprofessionaalsed või poolprofessionaalsed inverterid. Viimased ühendavad rohkem funktsioone. Valides arvestage sisendpingega. Standardnäidik on 220 V, kuid on mudeleid, mis on ette nähtud töötama 380 V pingega allikast.

Seadme süttimise lihtsus võib kõikuda vahemikus 40-90 V. Mida kõrgem on see näitaja, seda lihtsam on spetsialistil töötada. Kui inimene kavatseb seadet pikema aja jooksul maksimaalse pingega kasutada, on soovitatav pöörata tähelepanu numbritele, mille tootja on tehnilises passis märgitud. Hea näitaja on 70% või rohkem.

Kui omanik teab, et töötab õhukese metalliga, on soovitatav pöörata tähelepanu väljuva voolu alumisele piirile. See arv ei tohiks ületada 10 A. Vastasel juhul on oht, et algaja rikub materjali. Spetsialistidel on selliseid probleeme harva, nii et nad saavad kasutada mis tahes seadet.

Paljudel mudelitel on lisafunktsioonid. Näiteks kuumkäivitus suurendab lühiajaliselt stressi, mis muudab töö lihtsamaks. Inverteriga uutele kasutajatele on olemas kleepumisvastane režiim. See takistab elektroodi keevitamist serva külge, mis sageli juhtub, kui inimesel pole selles küsimuses palju kogemusi. Arc Forcing on lisafunktsioon, mis hoiab ära elektroodi kleepumise juhul, kui sellest eraldub suur sulametalli tilk.

Selliste režiimide olemasolu hõlbustab oluliselt algaja ja professionaali tööd, välistab ebameeldivad ja hädaolukorrad.

Inverter on universaalne seade, mis võimaldab muuta majapidamis-, tööstus- ja muude seadmete töö sujuvamaks ja tõhusamaks. Seadme valimisel ja kasutamisel peaksite järgima soovitusi, mis protsessi hõlbustavad.