مدیریت سایت اینورتر که از آن با عنوان درایو فرکانس متغیر یا VFD نیز یاد می‌شود دستگاهی است که جریان DC یا متناوب برق را به جریان AC یا مستقیم تبدیل می‌کند. بیشترین کاربرد آن‌ها در تبدیل برق خودرو به برق شهری، در جوشکاری، کنترل موتورهای الکتریکی و الکتروپمپ هاست. آن‌ها هم در مصارف خانگی و هم صنعتی بکار می‌روند. این دستگاه‌ها موجب استفاده بهینه از برق می‌شوند و جلوی شوک‌های الکتریکی به سیستم برق را گرفته و درنتیجه، امنیت و سلامت دستگاه‌های برقی را بهبود می‌دهند. در ادامه مقاله به بررسی انواع اینورتر و تفاوت‌های آن‌ها می‌پردازیم. پس با بزرگترین تولید کننده اینورتر در ایران همراه باشید.
معرفی انواع اینورتر از نظر ورودی
انواع اینورتر از نظر ورودی به دودسته تک فاز و سه فاز تقسیم می‌شود:
اینورتر تک فاز
این اینورترها خروجی تک فاز دارند و به دودسته نیم پل و تمام پل تقسیم‌بندی می‌شود. اینورتر نیم پل از اجزای تشکیل‌دهنده اینورتر تمام پل است و از دو سوییچ کنترلی، تغذیه DC دارای سه سیم، دو دیود فیدبک و دو خازن تشکیل شده است. سوییچ کنترلی آن می‌تواند هر سوییچی مثل تریستور یا ماسفت باشد. در این اینورترها هیچ‌گاه دو سوییچ هم‌زمان روشن نیستند و با روشن شدن یکی دیگری خاموش می‌شود.
در این شکل ولتاژ Vs، ولتاژ کل DC است که به دو بخش Vs/2 تقسیم شده و زمان نیز برای یک چرخه T ثانیه در نظر گرفته شده است.
اینورتر تمام پل دارای 4 تریستور و 4 دیود است.
این اینورتر جریان مستقیم را به متناوب تبدیل می‌کند. بسته به اینکه کدام سوییچ باز و کدام بسته باشد، وضعیت کاری اینورتر متفاوت است.
اینورتر سه فاز
اینورتر سه فاز خروجی DC سه فاز دارد و دارای شش تریستور و شش دیود است که در تصویر می‌بینید.
این اینورترها دو حالت انتقالی 120 و 180 درجه دارند و ولتاژ قطب درون یک اینورتر سه فاز معادل ولتاژ قطب درون اینورتر تک فاز نیم پل است.
معرفی انواع اینورتر از لحاظ موج تولیدی
اینورترها چهار نوع موج به‌صورت مربعی، سینوسی اصلاح‌شده و سینوسی خالص تولید می‌کنند:
اینورتر موج مربعی
شکل موج خروجی این انواع اینورتر مربع شکل است. استفاده از آن‌ها خیلی کم است چون اکثر دستگاه‌های برقی برای موج سینوسی طراحی می‌شوند و چنین اینورترهایی باعث آسیب به سیستم برقی می‌شوند. به دلیل کارایی کم، قیمت کمی دارند و برای دستگاه‌های محدودی بکار می‌روند.
اینورتر موج سینوسی اصلاح‌شده
شکل موج این اینورترها ترکیبی از مربعی و سینوسی است. خروجی آن نه سینوسی و نه مربعی است. این اینورترها جز پرکاربردترین موارد هستند و برای دستگاه‌های برقی خانگی مثل رادیو، تلویزیون و یخچال به کار می‌روند.
اینورتر موج سینوسی خالص
همانطور که اسمشان پیداست، شکل موج خروجی اینورتر سینوسی کاملاً سینوسی است و برای کلیه تجهیزات برقی قابل استفاده است. بنابراین گران‌ترین نوع اینورتر است که کاربرد وسیعی دارد.
معرفی انواع اینورتر از نظر ارتباط با شبکه برق
اینورترها می‌توانند متصل به شبکه برق یا جدا از آن باشند:
اینورتر متصل به شبکه
این انواع اینورتر زمانی استفاده می‌شوند که می‌خواهیم میزان برق مصرفی در هنگام اتصال به شبکه را کاهش دهیم، آن‌ها دارای الگوی خاصی برای تبدیل جریان DC به AC هستند و توان ورودی یکنواخت را ندارند. از انواع اینورتر متصل به شبکه برای تبدیل جریان DC پنل‌های خورشیدی یا توربین بادی به ولتاژ AC استفاده می‌شود. حتی بسیاری از افراد، برقی که به این شیوه تولید می‌کنند را به شبکه نیروگاهی کشور می‌فروشند.
اینورتر جدا از شبکه
اینورتر جدا از شبکه، همانطور که اسمش مشخص است به شبکه برق متصل نمی‌شوند بلکه از باتری استفاده می‌کنند و قابلیت تبدیل ولتاژ DC باتری‌های 12 ولتی به ولتاژ 220 ولتی AC را دارند. از آن‌ها در وسایل خانگی نظیر یخچال، لباسشویی و تلویزیون استفاده می‌شود. این اینورترها بازده بالا و عمر طولانی دارند.
معرفی انواع اینورتر طبق تکنیک مختلف مدولاسیون
روش‌های مختلف مدولاسیون در اینورترها به‌صورت منفرد، چندگانه، سینوسی و سینوسی اصلاح‌شده است:
اینورتر PWM منفرد (single PWM)
در این اینورتر هر نیم چرخه یک پالس است. سیگنال مرجع آن مربعی و سیگنال حامل، مثلثی است. با مقایسه سیگنال مرجع مربعی و سیگنال حامل مثلثی، پالس گیت سوییچ ایجاد می‌شود. دامنه سیگنال مرجع را با Ar و دامنه سیگنال حامل را با Ac نشان می‌دهند بنابراین شاخص مدولاسیون آن Ar/Ac است. مهم‌ترین مشکل این اینورترها محتوای هارمونیک بالای آنهاست.
اینورتر PWM چندگانه (MPWM)
در این اینورتر در هر نیم چرخه ولتاژ خروجی به‌جای یک پالس از چند پالس استفاده می‌شود. این گیت با مقایسه سیگنال مرجع و حامل ایجاد می‌شود. فرکانس خروجی نیز با کنترل فرکانس سیگنال حامل کنترل می‌گردد. برای کنترل ولتاژ خروجی، شاخص مدولاسیون بکار گرفته می‌شود.
تعداد پالس در نیم چرخه برابر با (فرکانس سیگنال خروجی * 2) / فرکانس سیگنال حامل
اینورتر PWM سینوسی (SPWM)
کاربرد این انواع اینورتر در صنعت بیشتر است. برخلاف دو نوع قبلی که سیگنال مرجع آن‌ها مربعی است در این اینورتر، ولتاژ خروجی، سینوسی است. گیت پالس سوییچ‌ها با مقایسه سیگنال مرجع موج سینوسی یا موج حامل مثلثی ایجاد می‌شود. تغییر دامنه موج سینوسی باعث تغییر عرض پالس‌ها شده و فرکانس شکل موج خروجی نیز همانند فرکانس سیگنال مرجع است.
اینورتر PWM سینوسی اصلاح‌شده (MSPWM)
در اینورتر PWM موج سینوسی، پالس موج با تغییر شاخص مدولاسیون تغییر نمی‌کند. برای حل این مسئله اینورتر موج سینوسی اصلاح‌شده معرفی شد که در آن، سیگنال حامل در فاصله 60 درجه‌ای اول و آخرِ هر نیم چرخه اعمال می‌شود و هارمونیک آن بهتر می‌شود. از مزایای این روش، کاهش دستگاه‌های سوییچینگ و کاهش تلفات آن‌ها و نیز افزایش مؤلفه اساسی است.
معرفی انواع اینورتر از لحاظ تعداد سطح خروجی
اینورترها می‌توانند در دو سطح یا چند سطح خروجی بدهند:
اینورترهای دوسطحی
این اینورترها در خروجی خود فقط یک سطح ولتاژ دارند که ولتاژ پیک مثبت یا پیک منفی است. گاهی اینورترهایی که سطح ولتاژ صفر دارند هم جز اینورترهای دوسطحی محسوب می‌شوند.
اینورترهای چندسطحی
اینورترهای چندسطحی دارای چندین ولتاژ خروجی هستند. از آن‌ها در کاربردهایی با توان و ولتاژ بالا استفاده می‌شود. آن‌ها اعوجاج هارمونیک کمتر، تنش کمتر ولتاژ سوییچ‌ها و سطح تداخل کمتری دارند. آن‌ها چندین خازن و ترانسفورماتور داشته و به چهار دسته اصلی هوایی، هیبریدی، دیوید کلمپ و Cascade H تقسیم می‌شوند.
