Una dintre cele mai semnificative lupte din secolul 19 nu s-a dat pe pământ sau pe resurse, ci pe tipul curentului electric ce va alimenta clădirile.
La sfârșitul anilor 1800, Thomas Edison (1847-1931) a vrut să demonstreze că, curentul continuu este o modalitate mai bună de alimentare decât curentul alternativ. Curentul alternativ era un sistem susținut de Nikola Tesla (1847-1943). Edison a încercat în diferite feluri să convingă oamenii că sistemul de curent alternativ este periculos. Într-un final, curentul alternativ a câștigat în acea perioadă și este folosit și în zilele noastre.
Singurul inconvenient este că, deși majoritatea receptorilor din zilele noastre sunt realizați să funcționeze în sistem de curent alternativ, generatoarele de putere mică produc curent continuu. Așadar, dacă vreți să alimentați un consumator de la bateria mașinii, vă trebuie un echipament care transformă curentul continuu în curent alternativ, adică un invertor.
Cele mai multe camere din locuința ta vor avea unul sau mai multe întrerupătoare de perete. Corpurile încastrate, lămpile suspendate, candelabrele și aplicele de perete sunt, de regulă, oprite și aprinse prin acționarea unui întrerupător de perete, de obicei poziționat lângă ușă. În camerele care nu au corpuri de iluminat montate, acel întrerupător de perete poate controla o priză electrică în care este conectată o lampă de podea. De obicei, nu acordăm multă atenție, dar este bine să știm despre cum funcționează întrerupătoarele de perete.
Care este diferența dintre curentul alternativ și curentul continuu?
Când oamenii de știință au explicat ideea de bază a electricității ca fiind o curgere de electroni, vorbeau în general despre curentul continuu.
Alimentarea de la priză din casă este în curent alternativ, când electricitatea își schimbă direcția cu o frecvență de 50-60 de ori pe secundă (cu alte cuvinte, cu o frecvență de 50-60 Hz).
Luăm ca exemplu o lampă care se aprinde. Imaginați-vă cablul dintre lampă și întrerupător (unde găsim electronii). Când apăsăm întrerupătorul pentru a aprinde lampa, toți electronii vor umple cablul. Aceștia vor ajunge în filamentul becului din lampă și vor vibra înainte și înapoi. Aceste mișcări rapide transformă energia electrică în căldură și fac ca filamentul să strălucească.
Ce este un invertor?
Să presupunem că avem baterii într-o lanternă care este oprită. Curentul continuu curge prin circuit, în aceeași direcție, ca o mașină într-un circuit de raliu.
Dacă scoateți bateria și o întoarceți, veți presupune că se potrivește pe cealaltă parte. E aproape sigur că lanterna va fi în continuare alimentată și nu veți observa diferență între luminile realizate înainte și după schimbarea bateriei, deși curentul electric va curge în sensul opus.
Echipamentele de tip invertor pe care le cumpărați din magazinele de echipamente electrice nu funcționează chiar în acest mod. Ele folosesc comutatoare electromagnetice la o viteză mare pentru a inversa direcția curentului. Invertoarele de acest tip produc des ceea ce este cunoscut ca ieșire în undă dreptunghiulară (square wave output). Curentul ‘curge’ într-un sens, în sens opus sau comută instant între cele două direcții.
Gândiți-vă la o baterie ce funcționează pe curent continuu și vine cineva să vă întrebe dacă o puteți face să genereze curent alternativ. Care ar fi răspunsul dumneavoastră? Dacă ați face curentul să curgă într-o singură direcție, adică dacă ați adăuga un simplu comutator la ieșire, ar funcționa? Pentru a genera curent alternativ, avem nevoie de un comutator care permite inversarea completă a fluxului de curent de aproximativ 50-60 de ori pe secundă (frecvență 50-60 Hz). Imaginați-vă o “baterie umană” schimbând înainte și înapoi direcția de vreo 3000 de ori pe minut.
Din ce este un invertor format?
-
Microcontroler – Principala funcție este de a controla schimbările semnalului conform cerințelor.
-
Tranzistor bipolar de joncțiune – este un dispozitiv menit să controleze ‘scurgerea’ de curent și poate fi folosit ca întrerupător, releu, sursă de curent constant.
-
Punte electrică H – este un circuit format din 4 dispozitive.
-
Tranzistor cu efect de câmp – acesta are în plus, față de tranzistorii clasici, posibilitatea de a înmagazina informația. El poate reține starea 0 sau 1 cu care este încărcat la un moment dat și cu care rămâne încărcat independent de menținerea sau nu a cuplajului la sursa de tensiune.
-
Filtre – sunt necesare pentru a filtra una sau mai multe frecvențe dintr-un mix cu diferite valori ale acesteia într-un circuit. Acestea sunt obținute prin legarea în paralel a unui inductor și a unui condensator care funcționează asemenea unui rezonator.
-
Transformator
Clasificare
Invertoarele pot fi clasificate în funcție de ieșiri, surse, tipul de încărcătură etc.
După caracteristicile de ieșire găsim următoarele tipuri de invertoare:
-
Invertor cu undă dreptunghiulară (Square Wave Inverter)
-
Invertor cu undă sinusoidală – este un invertor ce poate alimenta orice tip de echipament, chiar și cele mai sensibile echipamente audio
-
Invertor cu undă sinusoidală modificată – nu pot alimenta echipamente audio de fidelitate înaltă, echipamente cu motoare, iluminat fluorescent, echipament de precizie sau medicale. Invertoarele undă modificată pot fi folosite în sistemele cu buget redus pentru iluminat cu LED, laptopuri, TV.
După sursa acestuia:
-
Invertor de curent
-
Invertor de tensiune
Aceste două tipuri de invertoare sunt diferite prin schemă și alimentare în funcție de parametrul de ieșire dorit: tensiune sau curent. Pentru invertoarele de tensiune, alimentarea este de la o sursă de tensiune, cu filtru C. În schimb, pentru invertoarele de curent, alimentarea este de la o sursă de curent, unde bobina are o asemenea mărime încât asigură practic curentul absorbit de invertor.
După tipul de încărcare:
-
Invertorul cu o fază
-
Invertorul cu trei faze
Invertoarele sunt utilizate și în sistemele de panouri fotovoltaice. Rolul acestora este de a asigura energia necesară consumatorilor la 230V, având caracteristica principală tipul de undă. Așadar, avem invertor cu undă sinusoidală pură sau invertor cu undă sinusoidală modificată.
În sistemele fotovoltaice mici se găsesc invertoare la 12V cu puteri reduse. În sistemele mari, vom găsi invertoare cu puteri ridicate și la tensiune de 48V.
Unele invertoare permit pornirea automată a generatorului în cazul lipsei de energie în sistem.
Unele permit înregistrarea parametrilor pentru o monitorizare corectă a stării de funcționare și depanare a sistemului. Altele fac posibilă conectarea unui sistem extern de monitorizare și modificare a parametrilor.
Mihaela Dusca
Mihaela este o persoană pasionată de lighting design, sustenabilitate și sisteme electrice pentru construcții. Inginer, specializat în Energie, Confort și Dezvoltare durabilă, și-a construit o carieră care îi permite să contribuie la un viitor mai verde și la îmbunătățirea tehnologiilor și a proceselor în construcții.
Dacă ai nevoie de mai multe informații, nu ezita să ne contactezi!
