Masz trudności z wyborem między falownikami o czystej i zmodyfikowanej fali sinusoidalnej? Sprawdź, jak działają i czym się różnią, aby dokonać właściwego wyboru.
Niezależnie od tego, czy uzyskujesz energię z paneli słonecznych, baterii lub innego źródła, musisz przekształcić źródło prądu stałego (DC) w prąd przemienny (AC) do użytku domowego. Aby to zrobić, potrzebujesz falownika. Istnieją jednak dwa rodzaje falowników: falownik z czystą falą sinusoidalną i falownik z zmodyfikowaną falą sinusoidalną.
Każdy typ falownika będzie miał swoje mocne i słabe strony. Dlatego przed zakupem należy rozważyć różnice między nimi i zdecydować, który lepiej odpowiada Twoim potrzebom.
Jak działają przetwornice mocy
Charakterystyki napięcia AC i DC są różne. Jak widać, napięcie DC jest proste (stąd nazwa), podczas gdy napięcie AC jest falowane lub sinusoidalne. Jak widać, napięcie prądu stałego jest liniowe, stąd nazwa. Natomiast napięcie prądu przemiennego wygląda na faliste lub sinusoidalne. Jeśli spojrzysz na poziomy napięcia, prąd stały jest zawsze dodatni, podczas gdy prąd przemienny zmienia się z napięcia dodatniego na ujemne.
Falownik pobiera prosty sygnał ze źródła prądu stałego, a następnie naśladuje sinusoidalną charakterystykę prądu przemiennego na wyjściu. Jak więc falownik przekształca liniowy sygnał prądu stałego w falisty sygnał prądu przemiennego?
Niezależnie od tego, czy są proste, czy złożone, przetwornice mocy zawsze będą wykonywać te same podstawowe etapy: przełączanie, podwyższanie napięcia i wygładzanie.
Na etapie przełączania prosty sygnał prądu stałego jest przerywany przez grupę tranzystorów (co to jest tranzystor?). Włączając i wyłączając zasilanie na określony czas, sygnał prądu stałego jest obcinany we właściwy sposób, tworząc zmodyfikowane fale prostokątne. Otrzymany sygnał wygląda następująco:
Teraz sygnał zaczyna wyglądać na falisty, ale nadal jest zbyt ostry na krawędziach.
Przed zaadresowaniem krawędzi naszej zmodyfikowanej fali prostokątnej falownik musi zwiększyć napięcia tej fali. Zwykle akumulatory i generatory prądu dostarczają napięcie 12, 24 i 48 woltów. To nie wystarcza dla urządzeń gospodarstwa domowego, więc transfer zwiększa napięcie źródła, aby pasowało do 120 woltów wymaganych w większości domów w USA.
Po wzmocnieniu falownik wykorzystuje różne filtry, aby wygładzić ostre krawędzie zmodyfikowanej fali prostokątnej w celu wytworzenia użytecznej mocy prądu przemiennego.
W zależności od typu przetwornicy, uzyskana jakość fali sinusoidalnej będzie się różnić. Jest to ważne, ponieważ decyduje o tym, jakie urządzenie elektroniczne, sprzęt gospodarstwa domowego i sprzęt elektryczny można zasilać za pomocą falownika.
Więc jaki typ powinieneś otrzymać: czysty falownik sinusoidalny lub zmodyfikowany falownik sinusoidalny?
Co to jest falownik z czystą falą sinusoidalną?
Czysty falownik sinusoidalny generuje płynne i stabilne sygnały sinusoidalne prądu przemiennego. Jego jakość wyjściowa jest porównywalna z tym, co otrzymujesz z gniazdka ściennego. Czasami generuje nawet czystsze sygnały, w zależności od projektu i producenta urządzenia.
Czysty i stabilny prąd przemienny ma kluczowe znaczenie dla wrażliwej elektroniki, precyzyjnych narzędzi, obwodów przetwarzania dźwięku i urządzeń oscylacyjnych. Korzystanie z czystego falownika sinusoidalnego zapewnia, że Twoje urządzenia pracują z optymalnymi poziomami mocy, dla których zostały zaprojektowane, i są bezpieczne przed różnymi rodzaje zakłóceń zasilania. Co więcej, czyste źródło prądu przemiennego wpływa na dokładność narzędzia pomiarowego, czystość dźwięku wyjściowego i wydajność elektronarzędzia. Pomaga również wydłużyć żywotność wrażliwych obwodów.
Jednak generowanie tak gładkich sygnałów wymaga złożonych projektów, drogich komponentów i dłuższego czasu montażu. To sprawia, że przetwornice sinusoidalne są kosztowne i trudne do naprawy.
Co to jest zmodyfikowany falownik sinusoidalny?
Zmodyfikowany falownik sinusoidalny wytwarza schodkowe przybliżenie fali sinusoidalnej. Zasadniczo kształt fali wyjściowej zmodyfikowanego falownika sinusoidalnego wygląda jak seria kroków następujących po ogólnym kształcie fali sinusoidalnej.
Chociaż sygnał wyjściowy może nie być tak płynny jak w gniazdku ściennym, sygnały ze zmodyfikowanego falownika sinusoidalnego wciąż wystarczają do zasilania większości urządzeń gospodarstwa domowego. Co więcej, zmodyfikowane falowniki sinusoidalne mają prostsze konstrukcje i wymagają mniejszej liczby części, co czyni je tańszymi w produkcji i łatwiejszymi w naprawie.
Jednak te zmodyfikowane fale sinusoidalne są nieefektywne i powodują zauważalne zniekształcenia harmoniczne. Z tego powodu nie są zalecane do wrażliwych urządzeń elektronicznych, obwodów przetwarzania dźwięku i innych zastosowań wymagających dokładności i stałej mocy.
Jaki inwerter należy kupić?
Aby kupić falownik, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom, weź pod uwagę budżet, kompatybilność urządzenia, wydajność falownika i długoterminowe czynniki użytkowania.
Pierwszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest kompatybilność — twój falownik powinien być w stanie obsługiwać twoje urządzenie. Jeśli używasz silników obrotowych (takich jak wentylatory elektryczne i elektronarzędzia), elementy grzejne (np tostery) oraz precyzyjnych urządzeń (takich jak sprzęt audio i medyczny), potrzebujesz czystej fali sinusoidalnej falownik. Ale do wszystkiego innego wystarczy zmodyfikowany falownik sinusoidalny.
Powinieneś również rozważyć, jak często będziesz używać falownika. Zmodyfikowane falowniki sinusoidalne mogą obsługiwać większość urządzeń zasilanych prądem zmiennym. Jednak konsekwentne używanie go przez długi czas może uszkodzić lub skrócić żywotność bardziej czułych instrumentów.
Jeśli potrzebujesz falownika do długotrwałego użytkowania (np. przełączania domu na korzystanie głównie z energii słonecznej), potrzebujesz falownika z czystą falą sinusoidalną. Ale zmodyfikowany falownik sinusoidalny powinien wystarczyć, jeśli potrzebujesz falownika tylko w sytuacjach awaryjnych lub okazjonalnych.
Jeśli chodzi o wydajność, inwertery z czystą falą sinusoidalną zawsze będą bardziej wydajne i nie będą wytwarzać hałasu. Ta jakość jest niezbędna, jeśli chcesz, aby Twoje urządzenia i sprzęt działały z najwyższą wydajnością. Dzięki czystemu prądowi zmiennemu elektronarzędzia mogą osiągnąć maksymalny moment obrotowy, grzejniki zużywają mniej energii, a sprzęt pomiarowy jest dokładniejszy.
Ze względu na złożoność inwerterów z czystą sinusoidą należy spodziewać się, że będą one od dwóch do czterech razy droższe niż inwertery ze zmodyfikowaną falą sinusoidalną. Tak więc, jeśli masz ograniczony budżet, powinieneś trzymać się zmodyfikowanych falowników sinusoidalnych. Oczywiście nigdy nie możesz się pomylić z falownikiem z czystą sinusoidą, jeśli możesz sobie na to pozwolić.
Specjalistyczne falowniki
Jeśli potrzebujesz bardziej wyspecjalizowanego typu falownika, kilka innych typów wywodzi się z czystych i zmodyfikowanych falowników sinusoidalnych, które właśnie omówiliśmy.
Dla tych, którzy mają system sieciowy, inwerter sieciowy może zsynchronizować sieć i generator, a nawet przekazać dodatkową moc z powrotem do sieci. Falownik wielopoziomowy może przyjąć wiele poziomów napięcia stałego, aby wyprowadzić czyste fale sinusoidalne, co jest dobrą opcją dla wszystkich zastosowań o dużej mocy. Istnieją jeszcze mniejsze falowniki o mocy 400 W, które można łatwo zamontować w samochodzie i zasilać przez port 12 V na środkowej desce rozdzielczej.
Falowniki pomagają domom stać się ekologicznymi
Potrzebujesz falownika, jeśli chcesz korzystać z alternatywnych źródeł zasilania w swoim domu, takich jak panele słoneczne. Potrzebujesz go również, jeśli masz baterię do przechowywania energii z turbin wiatrowych i innych podobnych źródeł. Dzięki falownikowi możesz odłączyć swój dom od sieci i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.
