Inverter: cos'è e come funziona il dispositivo, storia dell'aspetto e classificazione

Uno dei progressi scientifici più importanti del XIX secolo è stata la creazione dell'elettricità. Grazie a ciò, una persona ha l'opportunità di eseguire qualsiasi lavoro dopo il tramonto, che in precedenza era impossibile. Oggi ci sono due tipi di corrente: diretta e alternata, ma gli specialisti sono sempre stati interessati alla possibilità di convertirne uno nell'altro, il che ha portato alla nascita di un inverter. Che cos'è e come funziona può essere trovato nella letteratura pertinente.

Storia di origine

Alla fine degli anni '80 del XIX secolo, Thomas Edison ricevette corrente continua nel suo laboratorio e decise di condividere questa scoperta con tutti. Lo scienziato ha sostenuto che una tale fonte è molto meglio della corrente alternata per alimentare i dispositivi.

La fonte di corrente variabile è stata scoperta alcuni anni prima dallo scienziato serbo Nikola Tesla e stava attivamente diffondendo l'idea tra tutti i suoi fan. Edison è diventato il suo concorrente e ha cercato di convincere la gente che la corrente alternata è pericolosa per le persone e inefficace per alimentare gli apparecchi elettrici.

Nonostante tutti gli argomenti, Nikola Tesla aveva molti fan, la sua tecnica veniva utilizzata attivamente e in quel momento Edison perse nella competizione. Sebbene la corrente alternata sia ancora necessaria oggi, la corrente continua è considerata l'opzione migliore per alimentare gli apparecchi elettrici.

Vale la pena notare che molti dispositivi progettati per funzionare con corrente alternata emettono corrente costante. Ciò porta al fatto che quando si avvia un tale dispositivo, una persona avrà bisogno di un dispositivo aggiuntivo per convertire la corrente continua in corrente alternata, cioè un inverter.

Tipi di elettricità

La maggior parte degli insegnanti che forniscono informazioni sull'elettricità agli studenti parlano principalmente di corrente continua (DC). È un flusso di elettroni che si susseguono a una certa distanza. L'analogia più popolare tra gli insegnanti esperti è confrontare il ruscello con le formiche che camminano in una colonna che trasporta normali foglie secche.

Questa visione è piuttosto generale, ma l'idea principale è corretta. Il circuito assomiglia a un circuito elettrico solidoalimentando una normale torcia elettrica. Tuttavia, nei grandi elettrodomestici, l'elettricità funziona in modo diverso. Le prese a muro alimentano gli apparecchi con una fonte di alimentazione in corrente alternata (AC). In esso, l'elettricità viene commutata ad un'alta velocità di 50-60 volte al secondo, ovvero la frequenza di tale commutazione è di 50-60 Hz.

Una persona normale che non ha conoscenze nel campo dell'elettronica non è del tutto chiara come una tale corrente alimenta i dispositivi, se cambia costantemente la direzione del suo movimento. Tuttavia, la risposta a questa domanda è semplice. Ad esempio, puoi prendere una lampada da parete convenzionale alimentata da una fonte CA. Quando lo colleghi a una presa, gli elettroni iniziano a muoversi attivamente, cambiano posto e cambiano la direzione del movimento. L'intero processo è molto veloce, quindi il calore viene generato nei fili.

È questo calore che passerà nella lampada, portando al suo bagliore. La corrente alternata è altrettanto efficiente nell'alimentare gli apparecchi quanto la corrente continua, ma gli elettroni in essa contenuti si muovono sul posto.

Informazioni generali sul dispositivo

La più grande scoperta di Nikola Tesla oggi è utilizzata dall'umanità ovunque. La maggior parte degli apparecchi in ogni casa sono progettati per funzionare con alimentazione CC, ma l'alimentazione CA proviene da prese. Questo è il motivo per cui è quasi sempre necessario un dispositivo o un raddrizzatore speciale per convertire la corrente alternata in corrente continua.

L'inverter, invece, svolge la funzione esattamente opposta. Puoi vedere come funziona usando una normale torcia come esempio. Il dispositivo è piccolo e alimentato da una batteria integrata, che diventa una sorgente di corrente costante. Se lo rimuovi dall'apparecchio, capovolgilo con l'altro palo e reinstallalo, non ci saranno differenze evidenti nel funzionamento o nella qualità dell'illuminazione. Tuttavia, l'elettricità fluirà in modo diverso.

Questo processo può essere paragonato a un convertitore meccanico, quando le mani umane ruotano la batteria a una velocità di 50-60 volte al secondo. Naturalmente, i dispositivi che possono essere acquistati in negozi specializzati funzionano in modo leggermente diverso. Gli interruttori magnetici vengono utilizzati per cambiare costantemente la direzione del movimento degli elettroni. Tuttavia, un tale design è solo per dispositivi di tipo meccanico.

Gli inverter elettronici cambiano direzione senza intoppi, escluse improvvise cadute di tensione. Il secondo tipo è considerato un'opzione preferibile, poiché i picchi di tensione costanti influiscono negativamente sul funzionamento di alcuni apparecchi elettrici. Il design di tali inverter è dotato di induttori e condensatori speciali. Queste parti ammorbidiscono il flusso di energia all'ingresso e all'uscita, creando così un'alimentazione regolare per gli apparecchi elettrici.

In alcuni casi, gli inverter vengono utilizzati per i trasformatori per convertire una sorgente CA in una frequenza più alta o più bassa, a seconda delle esigenze di un particolare consumatore. Va notato che la potenza in uscita è sempre inferiore alla potenza in ingresso. Ciò è necessario per il normale funzionamento dei dispositivi. Qualsiasi trasformatore o inverter non può generare più energia di quanta ne consuma, poiché parte di essa viene persa.

Principio di funzionamento

L'inverter funziona secondo un principio semplice, che può essere compreso se si fa un esempio specifico. Una batteria convenzionale funziona in modo primitivo e produce un flusso costante di corrente che non cambia direzione. Se a questa struttura viene aggiunto un interruttore, che all'uscita cambierà la direzione del movimento degli elettroni, al dispositivo verrà fornita corrente alternata. Per renderlo corretto, l'interruttore deve funzionare correttamente e funzionare almeno 50 volte in un secondo. Ci sono circa 3000 cambiamenti nel flusso di elettroni al minuto.

Un inverter meccanico funziona in modo leggermente diverso e, utilizzando speciali magneti, cambia rapidamente anche la direzione della corrente. Il principio del suo funzionamento ricorda un campanello. Quando si preme il pulsante, una persona agisce su una molla, che dà un segnale per modificare la potenza e il flusso di elettricità. Quando viene rilasciato, tutto torna nella sua posizione originale. Il dispositivo è inoltre dotato di uno speciale controller che svolge altre funzioni:

• regolazione della tensione nel dispositivo;
• sincronizzazione della frequenza di commutazione;
• fornendo protezione contro sovraccarichi e guasti.

Grazie a ciò, anche il modello meccanico del dispositivo consente ai grandi elettrodomestici di funzionare senza problemi.

Classificazione del dispositivo

Esistono molti modelli di inverter. Possono essere enormi e dotati di batterie speciali. Sono disponibili modelli portatili di piccole dimensioni e utilizzati per scopi diversi. I dispositivi sono inoltre suddivisi in base alla potenza che consumano e producono. Questo parametro è considerato il principale quando si sceglie, soprattutto se è richiesto un indicatore elevato, ad esempio nella produzione.

Va notato che anche gli inverter più potenti non sono progettati per un funzionamento a lungo termine alle massime prestazioni. A seconda del principio di funzionamento, i dispositivi sono suddivisi in:

• tossicodipendenti che lavorano solo in rete;
• autonomo, dotato di batteria;
• inverter di tensione e corrente.

I modelli autonomi vengono solitamente utilizzati per operazioni a breve termine e non dipendono dalla fonte di alimentazione. I singoli dispositivi sono appositamente progettati per la connessione permanente alla rete. A volte i dispositivi sono dotati di pannelli solari.

Ciascuna delle opzioni ha i suoi vantaggi. Ad esempio, i dispositivi autonomi sono adatti a qualsiasi dispositivo e possono aiutare in una situazione difficile. L'energia solare consente di risparmiare energia e i tossicodipendenti non hanno bisogno di ricarica o altre condizioni per funzionare. Di notte, la batteria solare è inappropriata e non sarà in grado di servire il proprietario, quindi tali modelli vengono scelti raramente.

Esistono anche dispositivi universali che possono operare in rete e offline, ma non contemporaneamente. Lo svantaggio di tali dispositivi sarà la loro grande dimensione, poiché per garantire il funzionamento in due modalità, è necessario dotare l'unità di parti aggiuntive.

I dispositivi, installati prima del 1970, utilizzavano speciali valvole ad arco di mercurio nel loro lavoro. I modelli moderni sono generalmente solidi e sono considerati più efficienti e sicuri.

Inverter di saldatura

Separatamente, vale la pena evidenziare inverter speciali che possono aumentare significativamente l'efficienza. lavoro della saldatrice e collegare rapidamente due parti metalliche senza sforzo e creare una struttura affidabile. Questi inverter hanno molti vantaggi:

1. Sono caratterizzati da elevata potenza e prestazioni.
2. Affidabilità e durata delle cuciture saldate.
3. La possibilità di scegliere un modello compatto e spostarlo nel luogo in cui la persona lavorerà.
4. Alta efficienza di quasi il 90%. Questa cifra è molto più alta di quella dei trasformatori convenzionali.
5. Consumo moderato di energia elettrica ed efficienza.
6. Durante il funzionamento della saldatrice, gli schizzi di metallo vengono separati in una quantità minore, il che consente di risparmiare non solo elettricità.
7. La capacità di regolare la fornitura di corrente, rendendola liscia.
8. Un saldatore può eseguire lavori in metallo anche se non ha molta esperienza in questo settore.

La versatilità del dispositivo ne consente l'utilizzo in diversi ambiti e la possibilità di scegliere il modello migliore in termini di rapporto qualità-prezzo è considerata uno dei vantaggi importanti.

Varietà popolari

Prima di scegliere un dispositivo adatto, si consiglia di familiarizzare con le sue varietà e il suo scopo. Esistono modelli utilizzati solo per la saldatura e ci sono dispositivi per il taglio del metallo. Vale anche la pena notare che i dispositivi per uso professionale sono prodotti con grandi dimensioni.

Per l'uso domestico, dovresti scegliere inverter non professionali o semi-professionali. Questi ultimi combinano più funzioni. Quando si sceglie, considerare la tensione di ingresso. L'indicatore standard è 220 V, ma ci sono modelli progettati per funzionare da una sorgente con una tensione di 380 V.

La facilità di accensione del dispositivo può oscillare tra 40-90 V. Più alto è questo indicatore, più facile è lavorare per uno specialista. Se una persona intende utilizzare il dispositivo alla massima tensione per lungo tempo, si consiglia di prestare attenzione ai numeri indicati dal produttore nel passaporto tecnico. Una buona cifra è 70% o più.

Se il proprietario sa che lavorerà con metallo sottile, è consigliabile prestare attenzione al limite inferiore della corrente in uscita. Questa cifra non deve superare i 10 A. Altrimenti, c'è il rischio che il principiante rovini il materiale. I professionisti hanno raramente tali problemi, quindi possono utilizzare qualsiasi dispositivo.

Molti modelli hanno funzionalità aggiuntive. Ad esempio, un avvio a caldo aumenta lo stress per un breve periodo, il che rende il lavoro più facile. Per chi è nuovo dell'inverter, c'è una modalità anti-stick. Impedisce che l'elettrodo venga saldato al bordo, cosa che spesso accade se una persona non ha molta esperienza in questa materia. L'Arc Forcing è una funzione aggiuntiva che impedisce l'incollaggio dell'elettrodo nel caso in cui una grossa goccia di metallo fuso si separi da esso.

La presenza di tali modalità facilita notevolmente il lavoro per un principiante e un professionista, elimina situazioni spiacevoli e di emergenza.

Un inverter è un dispositivo universale che consente di rendere più agevole ed efficiente il lavoro di dispositivi domestici, industriali e di altro tipo. Quando si sceglie e si utilizza un dispositivo, è necessario seguire i consigli che faciliteranno il processo.