کلمه اینورتر (Inverter) در اصطلاح به معنای معکوس کننده است و این معکوس شدن مربوط به جریان برق است و دستگاهی که جریان برق DC را به جریان متناوب AC تبدیل کند اینورتر نامیده می شود. از زمان کشف برق، تبدیل AC به برق DCبه راحتی انجام میشد اما اخیرا به کمک دستگاهها تبدیل برق DC به برق AC نیز اتفاق می افتد. در اینورترها میتوان فرکانس،توان و ولتاژ را تنظیم و کنترل کرد. خروجی آن یک موج مربعی است که می تواند با استفاده از فیلتر به جریان سینوسی تبدیل شود

نحوه کار اینورتر

مطابق تعریف اینورترها مشخص شد که هیچگونه نیرویی را تولید نمی کنند و برق خود را از منبع DC می گیرند. اگر منبع برق DC ضعیف باشد دستگاه نمی تواند نقشی در تقویت این جریان بازی کند. برای تبدیل جریان مستقیم به متناوب به سوئیچینگ نیاز دارد. سوئیچینگ در اصل وسیله ای است که هر ثانیه 50 بار

انواع اینورتر

اینورترها چند نوع دسته بندی دارند. دسته بندی آنها شامل دسته بندی از لحاظ موج خروجی و دسته بندی از لحاظ ولتاژ ورودی و خروجی است.
انواع اینورتر از لحاظ ولتاژ ورودی و خروجی
• اینورتر تک فاز به تک فاز: ورودی تک فاز، خروجی تک فاز
• اینورتر تک فاز به سه فاز: ورودی تک فاز، خروجی سه فاز ۲۲۰ ولت
• اینورتر سه فاز به سه فاز: سه فاز ورودی، خروجی سه فاز ۳۸۰ ولت

انواع اینورتر از لحاظ موج خروجی

• موج مربع

شکل 1- موج خروجی مربعی
موج ولتاژ خروجی این نوع به شکل مربع است. موارد استفاده این نوع اینورتر در دستگاههایی با طراحی ساده است زیرا این نوع طول موج باعث آسیب وسایل الکترونیکی خانگی می شود. وسایل خانگی بر اساس نوع موج سینوسی طراحی شده اند.

• موج سینوسی

 

شکل 2- موج خروجی سینوسی
پراسافاده ترین نوع اینورترها شکل موج خروجی به شکل سینوسی است. همانطور که اشاره شد در تمام وسایل خانگی از این نوع موج استفاده می¬شود و به همین دلیل هم گران قیمت هستند.

• موج سینوسی اصلاح شده

شکل3 – موج خروجی سینوسی اصلاح شده
همانطور که شکل این موج ها نشان می دهد ترکیبی از موجهای مربعی و سینوسی است. از لحاظ پیچدگی به نسبت موج های سینوسی ساده تر و نسبت به موجها مربعی پیچیده تر هستند.

مزایای اینورتر

قرار است در این قسمت از مقاله به مزایای استفاده از اینورتر بپردازیم. عملکرد بسیار هوشمندانه اصلی ترین مزیت آن است. بررسی مقدار بار بر روی موتور و تنظیم میزان جریان متناسب با آن بار نشان دهنده عملکرد هوشمندانه آن است. دیگر مزیت آن صرفه¬جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه است. از آن جایی که
اینورترها ضربه های مکانیکی به موتور را کم می¬کند، در نتیجه عمر قطعات افزایش می¬یابد. همچنین آنها قابلیت تغییر سرعت دارند و می توانند سرعت و جهت حرکت موتور را تغییر دهند. از سوی دیگر، با استفاده از آن می¬توان برای حرکت موتور برنامه ریزی کرد. همچنین به کمک آن 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 و سرعت موتور الکتریکی را افزایش داد.

کاربردهای اینورتر

در ادامه مبحث به انواع کاربرد آن اشاره خواهیم کرد. اینورترها در مصارف صنعتی، تجاری و کشاورزی استفاده های فراوانی دارد. از جمله آنها می توان پمپ های کشاورزی، خط تولید، آسانسور، گرمکن¬های القایی،دستگاه-های چاپ،فن های صنعتی،جرثقیل های مختلف،منبع تغذیه و صفحات خورشیدی بیان کرد.
اینورترها بر اساس کاربرد سه گروه اصلی را شامل می شوند که عبارتند از:
• اینورتر برق خودرو : تبدیل برق ۱۲ ولت DC خودرو به برق شهری
• اینورترجوشکاری: که برای مصارف جوشکاری به کار می رود.
• اینورتر کنترل دور الکتروموتور و پمپ: که برای کنترل انواع الکتروموتور و پمپ صنعتی و خانگی به کار می رود.

 اجزاء اصلی اینورتر و مشخصات آن

در ادامه به بررسی ساختار آن می پردازیم. ساختار اکثر اینورترهای موجود در بازار بسیار مشابه است. کیفیت اجزاء بر حسب کاربرد درایو متفاوت خواهد بود ولی این به این معنا نیست که کیفیت نهایی درایو ارتباط مستقیمی به اجزا دارد. در حالت کلی اینورترها از سه قسمت اصلی ساخته شده¬اند. قسمت اول مربوط به بخش کنترل است که کی پد، ترمینال برد، برد کنترل و برد پاور را شامل می شود. قسمت دوم منبع تغذیه و آخرین قسمت مدار اصلی است. در ادامه به تشریح هر یک از این قطعات می پردازیم.
کی پد (Key pad)
کی پد قسمتی از بخش کنترل اینورتر است. کاربرد آن برای انجام تست دستی، تنظیم پارامتر، تنظیم سرعت، تنظیم محلی و انجام عملیات جاگ در دستگاههای صنعتی است. کی پدها اکثرا دیجیتالی بوده و دارای دو نوع صفحه نمایش هستند: صفحه نمایش LCD و صفحه نمایش Segment7.
ترمینال برد
قسمت دیگر بخش کنترل ترمینال برد نام دارد. همانطور که از نام آن مشخص است عملیاتی همچون وصل کردن سنسور به درایو، ارسال فرمان قطع و وصل و استپ کردن از دور، تنظیم دور درایو و اعمال دستور به درایو از جمله وظایف آن است.
برد کنترل
یکی از مهمترین اجزایی 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
آخرین قسمت کنترل اینورتر برد پاور است. تشخیص کیفیت ولتاژ،جدا کردن نواحی ولتاژ بالا و پایین، دریافت سیگنال از ورودی ،پرددازش و ارسال سیگنال خروجی از وظایف این بخش است.
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
قسمت اصلی اینورتر مربوط به مدار آن است. تبدیلات پیچیده در مدار اصلی صورت میگیرد. ولتاژ AC ورودی به ولتاژ DC تبدیل می شود و در مرحله آخر سوئیچ ها به ولتاژ AC در خروجی تبدیل می شوند.