Falownik to urządzenie elektroniczne, którego główną funkcją jest konwersja prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC). Ten proces konwersji jest szczególnie ważny w przypadku wytwarzania prądu przemiennego ze źródeł prądu stałego, takich jak baterie, panele słoneczne lub ogniwa paliwowe, aby móc zasilać urządzenia zaprojektowane do użytku ze standardowymi źródłami zasilania sieciowego (zwykle 220 V, 50 Hz lub odpowiadające im napięcie i częstotliwość sieci krajowej), takie jak sprzęt AGD, sprzęt biurowy, maszyny przemysłowe itp.
Podstawowe elementy falownika obejmują mostek falownika, obwód logiczny sterowania i obwód filtrujący. Mostek falownika wykorzystuje komponenty energoelektroniczne, takie jak tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT), do przeprowadzania rzeczywistej konwersji prądu stałego na prąd przemienny. Obwód logiczny sterowania zapewnia stabilność napięcia i częstotliwości wyjściowego prądu przemiennego i można je regulować w zależności od potrzeb. Obwód filtrujący służy do wygładzenia kształtu fali wyjściowej, zbliżając ją do idealnej fali sinusoidalnej, poprawiając w ten sposób jakość energii.
Rodzaje falowników
W zależności od częstotliwości prądu przemiennego generowanego przez falownik można go podzielić na przetwornice częstotliwości sieciowej (50-60 Hz), przetwornice średniej częstotliwości (zwykle od 400 Hz do KHz) i przetwornice wysokiej częstotliwości (zwykle od kHz do MHz) ).
W zależności od liczby faz wyjściowych falownika można go podzielić na falownik jednofazowy, falownik trójfazowy i falownik wielofazowy.
Ze względu na kierunek mocy wyjściowej falownika można go podzielić na falowniki aktywne i falowniki pasywne. Falownik, który przekazuje energię elektryczną wyjściową przez falownik do przemysłowej sieci energetycznej, nazywany jest falownikiem aktywnym; Falownik, który przekazuje energię elektryczną wyjściową falownika do określonego obciążenia elektrycznego, nazywany jest falownikiem pasywnym.
Zgodnie z obwodem głównym falownika można go podzielić na falownik z pojedynczym zakończeniem, falownik typu push-pull, falownik półmostkowy i falownik z pełnym mostkiem.
W zależności od rodzaju głównego urządzenia przełączającego falownik, można go podzielić na falownik tyrystorowy, falownik tranzystorowy, falownik z efektem polowym i falownik z tranzystorem bipolarnym z izolowaną bramką (IGBT). Można je również podzielić na dwie kategorie: falowniki „częściowo sterowane” i falowniki „w pełni sterowane”. Ten pierwszy nie ma możliwości samoczynnego wyłączenia i traci kontrolę po włączeniu komponentu, stąd nazywany jest „typem półkontroli”. Tyrystory należą do tej kategorii. Zarówno włączanie, jak i wyłączanie może być kontrolowane za pomocą elektrody sterującej, dlatego nazywa się to „typem w pełni kontrolowanym”. Do tej kategorii należą tranzystory polowe mocy i podwójne tranzystory z izolowaną bramką (IGBT).
Ze względu na tryb zasilania prądem stałym można je podzielić na falowniki źródła napięcia (VSI) i falowniki źródła prądu (CSI). Ten pierwszy ma prawie stałe napięcie prądu stałego i napięcie wyjściowe w postaci fali prostokątnej prądu przemiennego; Prąd stały tego ostatniego jest prawie stały, a prąd wyjściowy jest zmienną falą prostokątną.
Zgodnie z kształtem fali napięcia wyjściowego lub prądu falownika, można go podzielić na falowniki z falą sinusoidalną i falowniki z mocą niesinusoidalną.
Zgodnie ze sposobem sterowania falownikiem można go podzielić na falownik z modulacją częstotliwości (PFM) i falownik z modulacją szerokości impulsu (PWM).
Zgodnie z trybem pracy obwodu przełączającego falownik, można go podzielić na falowniki rezonansowe, falowniki z twardym przełączaniem o stałej częstotliwości i falowniki z miękkim przełączaniem o stałej częstotliwości.
Ze względu na metodę komutacji falowników można je podzielić na falowniki z komutacją obciążenia i falowniki z samo komutacją.
Jaka jest różnica między falownikami a transformatorami
Falowniki są powszechnie używanym sprzętem w przemyśle, a ich funkcją jest zmiana prądu w określony sposób. Aby każdy mógł lepiej zrozumieć falowniki, w tej sekcji przedstawiono różnicę między falownikami a transformatorami oraz zbadano, czy transformatory można zamienić na falowniki.
Transformator to urządzenie wykorzystujące zasadę indukcji elektromagnetycznej do zmiany napięcia przemiennego. Główne elementy obejmują cewkę pierwotną, cewkę wtórną i rdzeń żelazny (rdzeń magnetyczny). Jest szeroko stosowany w przemyśle.
1. Czy transformatory można stosować jako falowniki?
Czy transformatory można stosować jako falowniki? Odpowiedź brzmi: nie. Falowniki i transformatory różnią się zasadniczo. Posiada wejście DC i wyjście AC. Jego zasada działania jest taka sama jak w przypadku zasilacza impulsowego, ale częstotliwość oscylacji mieści się w pewnym zakresie. Na przykład, jeśli częstotliwość wynosi 50 Hz, sygnał wyjściowy to AC 50 Hz. Falownik jest więc urządzeniem, które może zmieniać swoją częstotliwość wyjściową. Czy transformatory można stosować jako falowniki? Nie, transformatory ogólnie odnoszą się do urządzeń w określonym zakresie częstotliwości. Jest zasilany prądem przemiennym, a następnie wyprowadza prąd przemienny, ale zmienia jedynie wielkość napięcia wyjściowego. Na przykład transformatory częstotliwości energetycznej są powszechnymi typami transformatorów. Zarówno wejście, jak i wyjście są źródłami zasilania prądem przemiennym i mogą działać tylko w zakresie 40-60 Hz.
2. Jaka jest różnica między transformatorem a falownikiem?
Falowniki przekształcają prąd stały w prąd przemienny, natomiast transformatory to urządzenia elektryczne, które wykorzystują zasadę indukcji elektromagnetycznej do konwersji energii elektrycznej. Może przekształcić prąd przemienny o jednym napięciu i prądzie w inny prąd przemienny o tej samej częstotliwości.
Mówiąc najprościej, falownik to urządzenie elektroniczne, które przekształca prąd stały niskiego napięcia (12 lub 24 woltów) w prąd przemienny o napięciu 220 woltów. Ponieważ zwykle prostujemy napięcie 220 V prądu przemiennego na prąd stały, podczas gdy w przypadku falowników jest odwrotnie, stąd nazwa. Żyjemy w erze „mobilności”, czyli mobilnego biura, mobilnej komunikacji, mobilnego wypoczynku i mobilnej rozrywki. W stanie mobilnym ludzie potrzebują nie tylko niskiego napięcia prądu stałego zapewnianego przez akumulatory, ale także niezbędnego w naszym codziennym środowisku prądu przemiennego 220 V, a falowniki mogą zaspokoić nasze potrzeby.
Zastosowanie falownika
1. Wytwarzanie energii słonecznej przez użytkownika
A. Niewielki zasilacz o wartości 10-100W jest używany w wojsku i cywilach na odległych obszarach pozbawionych prądu, takich jak płaskowyże, wyspy, obszary pasterskie i placówki graniczne, takich jak oświetlenie, telewizja, magnetofony itp.
B. 3-5System wytwarzania energii na dachu podłączony do domowej sieci fotowoltaicznej o kW.
C. Fotowoltaiczna pompa wodna: rozwiązanie problemu studni głębinowych i nawadniania na obszarach pozbawionych prądu.
2. Transport
Takie jak światła nawigacyjne, sygnalizacja świetlna ruchu drogowego/kolejowego, sygnalizacja świetlna/sygnalizacja ruchu drogowego, oświetlenie uliczne, światła przeszkodowe na dużych wysokościach, bezprzewodowe budki telefoniczne na autostradach/kolejach, bezzałogowe zasilacze do przenoszenia dróg itp.
3. Komunikacja/Pole komunikacji
Słoneczna bezzałogowa stacja przekaźnikowa mikrofalowa, stacja konserwacji kabli optycznych, system zasilania nadawczego/komunikacyjnego/przywoławczego; Wiejski system fotowoltaiczny telefonu telekomunikacyjnego, mała maszyna komunikacyjna, żołnierz GPS itp
4. Pola naftowe, morskie i meteorologiczne
Rurociągi naftowe, systemy wytwarzania energii słonecznej z ochroną katodową dla śluz zbiorników, domowe i awaryjne źródła zasilania, platformy wiertnicze, sprzęt do eksploracji oceanów, sprzęt do obserwacji meteorologicznych/hydrologicznych itp.
5. Zasilanie oświetlenia domowego
Takie jak oświetlenie dziedzińca, oświetlenie uliczne, oświetlenie przenośne, oświetlenie kempingowe, oświetlenie turystyczne, oświetlenie wędkarskie, czarne światło, światła do cięcia gumy, światła energooszczędne itp.
6. Elektrownia fotowoltaiczna
Niezależna elektrownia fotowoltaiczna o mocy 10 kW-50MW, uzupełniająca elektrownia wiatrowa (diesel), różne duże stacje ładowania na parkingach itp.
7. Budynki zasilane energią słoneczną
Głównym kierunkiem rozwoju jest łączenie wytwarzania energii słonecznej z materiałami budowlanymi w celu osiągnięcia samowystarczalności w zakresie energii elektrycznej dla przyszłych budynków o dużej skali.
Typowe usterki i rozwiązania falowników
Falowniki, jako urządzenia do konwersji energii, mogą podczas użytkowania napotykać różne usterki. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie typowych usterek, przyczyn i rozwiązań, o których wspomniałeś:
1. Niska impedancja izolacji
Powód:Środowisko zewnętrzne jest wilgotne, co prowadzi do zmniejszenia izolacji falownika od masy; Złącze prądu stałego może być wyposażone w zanurzony w wodzie wspornik zwarciowy, a na krawędziach elementów mogą znajdować się czarne plamy, które ulegają wypaleniu, powodując wyciek do siatki uziemiającej itp.
Rozwiązanie:Włącz wentylator osuszania, sprawdź i usuń problem zanurzenia złącza prądu stałego w wodzie, sprawdź, czy elementy nie są uszkodzone i wymień je.
2. Niskie napięcie magistrali
Powód:Impedancja sieci elektroenergetycznej jest zbyt wysoka, co prowadzi do nieefektywnego trawienia lub przesyłu energii fotowoltaicznej; Zbyt długie lub zbyt cienkie kable wyjściowe zwiększają impedancję.
Rozwiązanie:Zwiększ parametry kabla wyjściowego (grubszy kabel, niższa impedancja), skróć maksymalnie odległość pomiędzy falownikiem a punktem przyłączenia do sieci oraz zmniejsz długość kabla.
3. Usterka prądu upływowego
Powód:Karta wykrywania falownika może działać nieprawidłowo.
Rozwiązanie:Wymienić płytkę detekcyjną falownika.
4. Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe prądu stałego
Powód:Awaria IGBT i innych komponentów lub nieprawidłowości w sieci energetycznej powodują, że falownik nie jest w stanie w odpowiednim czasie wyregulować napięcia wyjściowego.
Rozwiązanie:Sprawdź i wymień płytkę IGBT lub inne powiązane elementy sterujące.
5. Brak reakcji po uruchomieniu
Powód:Może wystąpić błąd uziemienia w kablu prądu stałego łączącego skrzynkę przyłączeniową z falownikiem.
Rozwiązanie:Znajdź i usuń punkt uziemienia kabla, a w razie potrzeby wymień kabel.
6. Awaria sieci energetycznej
Powód:Jakość sieci energetycznej jest niestabilna lub występują problemy z synchronizacją pomiędzy falownikiem a siecią energetyczną.
Rozwiązanie:Sprawdź stabilność napięcia i częstotliwości sieci, aby upewnić się, że ustawienia falownika są zgodne z parametrami sieci; Jeśli występuje problem z synchronizacją z falownikiem, konieczna jest ponowna konfiguracja lub dostosowanie odpowiednich ustawień.