Una dintre cele mai semnificative lupte din secolul 19 nu s-a dat pe pamant sau pe resurse, ci pe tipul curentului electric ce va alimenta cladirile.
La sfarsitul anilor 1800, Thomas Edison (1847-1931) a vrut sa demonstreze ca, curentul continuu este o modalitate mai buna de alimentare decat curentul alternativ. Curentul alternativ era un sistem sustinut de Nikola Tesla (1847-1943). Edison a incercat in diferite feluri sa convinga oamenii ca sistemul de curent alternativ este periculos. Intr-un final, curentul alternativ a castigat in acea perioada si este folosit si in zilele noastre.
Singurul inconvenient este ca, desi majoritatea receptorilor din zilele noastre sunt realizati sa functioneze in sistem de curent alternativ, generatoarele de putere mica produc curent continuu. Asadar, daca vreti sa alimentati un consumator de la bateria masinii, va trebuie un echipament care transforma curentul continuu in curent alternativ, adica un invertor.
CARE ESTE DIFERENTA INTRE CURENTUL ALTERNATIV SI CEL CONTINUU?
Cand oamenii de stiinta au explicat ideea de baza a electricitatii ca fiind o curgere de electroni, vorbeau in general despre curentul continuu.
Alimentarea de la priza din casa este in curent alternativ, cand electricitatea isi schimba directia cu o frecventa de 50-60 de ori pe secunda (cu alte cuvinte cu o frecventa de 50-60 Hz).
Luam ca exemplu o lampa care se aprinde. Imaginati-va cablul dintre lampa si intrerupator (unde gasim electronii). Cand apasam intrerupatorul pentru a aprinde lampa, toti electronii vor umple cablul. Acestia vor ajunge in filamentul becului din lampa si vor vibra inainte si inapoi. Aceste miscari rapide transforma energia electrica in caldura si fac ca filamentul sa straluceasca.
Ce este un invertor?
Sa presupunem ca avem baterii intr-o lanterna care este oprita. Curentul continuu curge prin circuit, in aceeasi directie, ca o masina intr-un circuit de raliu.
Daca scoateti bateria si o intoarceti, veti presupune ca se potriveste pe cealalta parte. E aproape sigur ca lanterna va fi in continuare alimentata si nu veti observa diferenta dintre luminile realizate inainte si dupa schimbarea bateriei, desi curentul electric va curge in sensul opus.
Echipamentele de tip invertor pe care le cumparati din magazinele de echipamente electrice nu functioneaza chiar in acest mod. Ele folosesc comutatoare electromagnetice la o viteza mare pentru a inversa directia curentului. Invertoarele de acest tip produc des ceea ce este cunoscut ca iesire in unda dreptunghiulara (square wave output). Curentul ‘curge’ intr-un sens, in sens opus sau sa comute instant intre cele doua directii.
Ganditi-va la o baterie ce functioneaza pe curent continuu si vine cineva sa va intrebe daca o puteti face sa genereze curent alternativ. Care ar fi raspunsul dumneavoastra? Daca ati face curentul sa curga intr-o singura directie, adica daca ati adauga un simplu comutator la iesire ar functiona? Pentru a genera curent alternativ, avem nevoie de un comutator care permite inversarea completa a fluxului de curent de aproximativ 50-60 de ori pe secunda (frecventa 50-60Hz). Imaginati-va o “baterie umana” schimband inainte si inapoi directia de vreo 3000 de ori pe minut.
Din ce este un invertor format?
- Microcontroler – Principala functie este de a controla schimbarile semnalului conform cerintelor.
- Tranzistor bipolar de jonctiune – este un dispozitiv menit sa controleze ‘scurgerea’ de curent si poate fi folosit ca intreruptor, releu, sursa de curent constant.
- Punte electrica H – este un circuit format din 4 dispozitive.
- Tranzistor cu efect de camp – acesta are in plus, fata de tranzistorii clasici, posibilitatea de a inmagazina informatia. El poate retine starea 0 sau 1 cu care este incarcat la un moment si cu care ramane incarcat independent de mentinerea sau nu a cuplajului la sursa de tensiune.
- Filtre – sunt necesare pentru a filtra una sau mai multe frecvente dintr-un mix cu diferite valori ale acesteia intr-un circuit. Aceste sunt obtinute prin legarea in paralel a unui inductor si a unui condensator care functioneaza asemenea unui rezonator.
- Transformator.
Clasificare
Invertoarele pot fi clasificate in functie de iesiri, surse, tipul de incarcatura etc.
Dupa caracteristicile de iesire gasim urmatoarele tipuri de invertoare:
- Invertor cu unda dreptunghiulara (Square Wave Inverter);
- Invertor cu unda sinusoidala – este un invertor ce poate alimenta orice tip de echipament, chiar si cele mai sensibile echipamente audio ;
- Invertor cu unda sinusoidala modificata – nu pot alimenta echipamente audio de fidelitate inalta, echipamente cu cu motoare, iluminat fluorescent, echipament de precizie sau medicale. Invertoarele unda modificata pot fi folosite in sistemele cu buget redus pentru iluminat cu led, laptopuri, TV.
Dupa sursa acestuia :
- Invertor de curent;
- Invertor de tensiune.
Aceste doua tipuri de invertoare sunt diferite prin schema si alimentare in functie de parametrul de iesire dorit: tensiune sau curent. Pentru invertoarele de tensiune, este necesara alimentarea este de la o sursa de tensiune, cu filtru C. In schimb, pentru invertoarele de curent este de la o sursa de curent, unde bobina are o asemenea marime incat asigura practic curentul absorbit de invertor.
Dupa tipul de incarcare:
- Invertorul cu o faza;
- Invertorul cu trei faze.
Invertoarele sunt utilizate si in sistemele de panouri fotovoltaice. Rolul acestuia este de a asigura energia necesara consumatorilor la 230V avand caracteristica principala tipul de unda. Asadar, avem invertor cu unda sinusoidala pura sau invertor cu unda sinusoidala modificata.
In sistemele fotovoltaice mici se gasesc invertoare la 12V cu puteri reduse. In sistemele mari, vom gasi invertoare cu puteri ridicate si la tensiune de 48V.
Unele invertoare permit pornirea automata a generatorului in cazul lipsei de energie in sistem.
Unele permit inregistrarea parametrilor pentru o monitorizare corecta a starii de functionare si depanare a sistemului. Altele fac posibila conectarea unui sistem extern de monitorizare si modificare al parametrilor.
