اینورتر چیست و چه کاربردی دارد؟

اینورتر چیست؟

یکی از تجهیزات پرکاربرد در صنعت برق و اتوماسیون صنعتی اینورتر یا درایو است که باعث عملکرد بهینه موتورهای الکتریکی می شود. اینورتر (Inverter) یا مبدل برق در واقع یک دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم DC را به جریان متناوب AC تبدیل می کند. جریان AC تبدیل شده می تواند با توجه به نیاز در هر فرکانس و ولتاژی که لازم باشد، به وسیله ترانسفورماتورهای مناسب و مدارها کنترل می شود.اینورترها قطعات متحرک ندارند و در طیف گسترده ای از صنایع بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می گیرند، از منبع تغذیه کامپیوتر گرفته تا ابزارهای بزرگ حمل و نقل.

این محصولات معمولاً برای تأمین جریان AC از منابع DC مانند پنل های خورشیدی یا باتری به کار برده می شوند. به اینورتر نوسان ساز الکترونیکی با قدرت بالا هم گفته می شود، به این دلیل که درایو عکس عمل مبدل برق AC به DC متداول را انجام می دهد. در واقع اینورتر AC به دستگاهی گفته می شود که به کمک آن می توان سرعت یک موتور AC سه فاز را کنترل نمود، بدون اینکه قدرت و گشتاور موتور کاهش پیدا کند.اینورترها را در ظرفیت های مختلف تولید می کند، مثلاً برای موتور با توان 20 اسب بخار بهتر است از اینورتر 20 PH استفاده کرد.

از نظر ورودی هم این محصولات به دو دسته تک فاز و سه فاز دسته بندی می شوند که البته خروجی همه آنها از نوع سه فاز بوده و اینورترهای با توان بالای 3 اسب بخار فقط برای ورودی سه فاز به کار می روند.

پیشنهاد می‌شود اگر میخواهید درباره ی مقاومت الکتریکی اطلاعات کسب کنید، مقاله دیگر ما درباره مقاومت الکتریکی چیست را بخوانید.

مهم‌ترین مزایای اینورترها

اینورترها دارای مزایای زیادی هستند که آن‌ها را به یک ابزار مهم در بسیاری از صنایع و سیستم‌های الکتریکی تبدیل کرده‌اند. مهم‌ترین مزایای اینورترها عبارتند از:

• صرفه‌جویی در انرژی: اینورترها به‌ویژه در موتورهای الکتریکی و سیستم‌های پمپاژ باعث بهینه‌سازی مصرف انرژی می‌شوند. اینورترها می‌توانند با کنترل سرعت و توان خروجی موتور، از مصرف بیش از حد انرژی جلوگیری کرده و هزینه‌های انرژی را کاهش دهند.
• افزایش طول عمر تجهیزات: اینورترها با کنترل جریان برق و جلوگیری از ورود ناگهانی جریان‌های سنگین، به حفاظت از تجهیزات الکتریکی کمک می‌کنند و باعث کاهش خرابی و افزایش عمر مفید دستگاه‌ها می‌شوند.
• سازگاری با منابع انرژی تجدیدپذیر: اینورترها نقش حیاتی در سیستم‌های انرژی خورشیدی و بادی دارند، زیرا انرژی تولید شده به صورت جریان مستقیم (DC) است و نیاز به تبدیل به جریان متناوب (AC) برای استفاده در شبکه برق یا دستگاه‌های الکتریکی دارند.
• قابلیت کنترل دقیق: اینورترها امکان کنترل دقیق ولتاژ، جریان، و فرکانس را فراهم می‌کنند که به بهبود عملکرد دستگاه‌های الکتریکی و موتورهای صنعتی کمک می‌کند.
• کاهش هزینه‌های عملیاتی: با کاهش نیاز به تعمیرات مکرر و افزایش کارایی سیستم‌های الکتریکی، هزینه‌های عملیاتی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهند.
• سازگاری با تجهیزات مختلف: اینورترها به دلیل توانایی تبدیل جریان، در انواع سیستم‌ها از جمله لوازم خانگی، صنایع بزرگ و وسایل نقلیه برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای آشنایی بیشتر با مقاومت الکتریکی و نحوه عملکرد آن در مدارها، می‌توانید به مقاله انواع مقاومت الکتریکی را بخوانید.

اگر نمیدانید کاربرد اینورتر و درایو چیست بهتر است مقاله تفاوت اینورتر و درایو را مطالعه کنید.

کاربرد اینورتر چیست؟

کار اینورتر چیست؟ برخی از مهم‌ترین کاربردهای اینورترها عبارتند از:

کاربرد اینورتر در سیستم‌های انرژی خورشیدی

در این سیستم‌ها، انرژی تولیدشده از پنل‌های خورشیدی به صورت جریان مستقیم (DC) است. اینورترها این انرژی را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کنند تا بتوان آن را به شبکه برق متصل کرد یا برای تغذیه دستگاه‌های الکتریکی مورد استفاده قرار داد.

کنترل سرعت موتورهای الکتریکی

اینورترها در سیستم‌های صنعتی برای کنترل سرعت و توان موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. با تنظیم فرکانس و ولتاژ، اینورترها به بهبود کارایی موتور و کاهش مصرف انرژی کمک می‌کنند.

تجهیزات اضطراری برق (UPS)

اینورترها در سیستم‌های UPS که در مواقع قطع برق، تأمین برق دستگاه‌های حیاتی مانند کامپیوترها و تجهیزات پزشکی را بر عهده دارند، استفاده می‌شوند. اینورترها انرژی ذخیره شده در باتری‌ها را به برق متناوب برای استفاده در این دستگاه‌ها تبدیل می‌کنند.

سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)

در سیستم‌های تهویه مطبوع، اینورترها برای کنترل دقیق کمپرسور و بهبود کارایی سیستم استفاده می‌شوند. این امر به کاهش مصرف انرژی و تنظیم بهتر دما منجر می‌شود.

وسایل نقلیه برقی

اینورترها در خودروهای برقی برای تبدیل برق DC ذخیره‌شده در باتری‌ها به برق AC مورد نیاز موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند.

تجهیزات خانگی

بسیاری از لوازم خانگی، مانند ماشین‌های لباس‌شویی و یخچال‌ها، از اینورترها برای بهینه‌سازی مصرف برق و کاهش مصرف انرژی استفاده می‌کنند.

دیود ها به عنوان وسیله ای شناخته می شوند که یک سو کننده جریان در مدار بوده اگر میخواهید درباره کاربرد دیود زنر بیشتر بدانید به مقاله مربوطه مراجعه نمایید.

معرفی کامل انواع اینورتر

اینورترها بر اساس کاربردها، طراحی و نوع موج خروجی به چند دسته تقسیم می‌شوند. هر نوع اینورتر ویژگی‌های خاص خود را دارد که برای مصارف مختلف طراحی شده است. در ادامه به معرفی کامل انواع اینورترها پرداخته می‌شود.

اینورتر موج سینوسی خالص (Pure Sine Wave Inverter)

این نوع اینورتر جریان متناوب (AC) را به صورت موج سینوسی کاملاً یکنواخت و پایدار تولید می‌کند. موج سینوسی خالص مشابه برق تولید شده توسط شبکه برق شهری است و برای دستگاه‌های حساس مانند تلویزیون‌های پیشرفته، لوازم صوتی حرفه‌ای، سیستم‌های پزشکی و دستگاه‌های الکترونیکی دقیق مناسب است.

اینورتر موج سینوسی اصلاح‌شده (Modified Sine Wave Inverter)

اینورتر موج سینوسی اصلاح‌شده موجی شبیه به موج سینوسی تولید می‌کند اما با کیفیت پایین‌تر و ناپایدارتر. این نوع اینورتر ارزان‌تر و ساده‌تر از اینورترهای موج سینوسی خالص است، اما برخی از دستگاه‌ها ممکن است به خوبی با این نوع موج کار نکنند.

اینورترهای فرکانس متغیر (Variable Frequency Inverter یا VFD)

این نوع اینورترها برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. اینورتر فرکانس متغیر با تغییر فرکانس ورودی، سرعت موتور را تنظیم و به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و افزایش عمر دستگاه کمک می‌کند.

اینورتر مرکزی (Central Inverter)

این نوع اینورتر به‌طور معمول در سیستم‌های بزرگ و صنعتی، مانند نیروگاه‌های خورشیدی یا بادی، استفاده می‌شود. اینورتر مرکزی توان زیادی تولید می‌کند و معمولاً برای تأمین برق چندین پنل خورشیدی یا توربین بادی به کار می‌رود.

اینورتر رشته‌ای (String Inverter)

این نوع اینورتر برای سیستم‌های انرژی خورشیدی کوچک‌تر و متوسط، مانند سیستم‌های خانگی، استفاده می‌شود. در این سیستم، هر پنل خورشیدی به صورت مستقل به اینورتر متصل می‌شود.

اینورتر میکرو (Micro Inverter)

اینورترهای میکرو به‌صورت مستقیم در پشت هر پنل خورشیدی نصب می‌شوند و انرژی تولید شده توسط هر پنل را به‌طور مستقل به جریان AC تبدیل می‌کنند. این نوع اینورترها به بهینه‌سازی سیستم‌های خورشیدی کمک کرده و از تأثیر خرابی یک پنل بر کل سیستم جلوگیری می‌کنند.

اینورتر هیبریدی (Hybrid Inverter)

اینورترهای هیبریدی توانایی ترکیب انرژی تولید شده از منابع مختلف مانند پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها و شبکه برق را دارند. این نوع اینورتر برای سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر با قابلیت ذخیره انرژی مناسب است.

اینورتر چندسطحی (Multilevel Inverter)

اینورتر چندسطحی برای سیستم‌های با توان بالا و ولتاژ بالا طراحی شده است. اینورترهای چندسطحی می‌توانند ولتاژ خروجی را به چند سطح تقسیم کنند و باعث کاهش تلفات انرژی و بهبود کیفیت توان شوند.

اینورتر قابل حمل (Portable Inverter)

این نوع اینورترها کوچک، سبک و قابل حمل هستند و برای استفاده در شرایطی مانند سفر، کمپینگ یا مواقع اضطراری استفاده می‌شوند. اینورترهای قابل حمل معمولاً توان محدودی دارند و برای شارژ دستگاه‌های الکترونیکی کوچک یا تأمین برق تجهیزات سبک مناسب هستند.

 اگر میخواهید به جواب این سوال برسید که ترانسفورماتور چیست و چگونه کار میکند ، پیشنهاد می‌شود مقاله ما درباره ترانسفورماتور چیست را بخوانید.

تست تابلو برق چگونه است؟ اگر میخواهید بیشتر بدانید میتوانید به مقاله روش تست تابلو برق مراجعه نمایید.

ویژگی های اینورتر که هنگام خرید باید در نظر بگیرید

با توجه به مزایا و کاربردهای متعددی که استفاده از اینورتر برای شما به ارمغان می آورد، درصورتی که قصد خریداری این محصول را دارید، بهتر است به نکات زیر توجه داشته باشید تا بتوانید نمونه مناسبی را انتخاب کنید:

•  به توان الکتروموتوری که می خواهید برای آن اینورتر خریداری نمایید، توجه کنید؛ معمولاً توان اینورتر انتخاب شده برای خرید بهتر است یک رنج بالاتر از توان موتور باشد. مثلاً برای موتورهای 750 وات، استفاده از اینورتر 1 یا 5/1 کیلووات مناسب است. همچنین توان های ذکر شده بر روی اینورتر برای موتورهای معمولی که دورشان 1400 دور بر دقیقه است، مناسب بوده و برای موتورهای با دور 2800، بهتر است توان اینورتر نصف توان موتور باشد. اما برای موتورهای با 700 دور، توان در نظر گرفته برای اینورتر باید دو برابر توان الکتروموتور باشد. لازم به ذکر است که الکتروموتور باید سه فاز انتخاب شود، چراکه اینورترها دارای خروجی سه فاز هستند.
•  به نوع برقی که در اختیار دارید، توجه کنید؛ درصورتی که برق تک فاز شهری دارید، بهتر است اینورتری را خریداری نمایید که ورودی تک فاز 220 ولت داشته باشد و اگر هم برق سه فاز در دسترس دارید، اینورتر شما باید از نوع ورودی سه فاز انتخاب شود و چنانچه هر دو نوع برق را در اختیار دارید، برای اینورتر لازم است برق سه فاز را استفاده کنید تا موتور عملکرد بهتری داشته باشد.
•  به نوع کاربردی که می خواهید برای آن اینورتر خریداری نمایید، توجه کنید؛ در کاربردهایی مثل جرثقیل که به گشتاور راه اندازی اولیه بیشتری نیاز دارند، لازم است به سراغ نمونه هایی بروید که از سطح تکنولوژی اینورتری بالاتری برخوردار هستند. سه مدل اینورتر در بازار موجود است: مدل کنترل برداری یا همان V/F که فقط امکان کم و زیاد کردن سرعت به صورت دستی را دارا است، مدل سنسورلس که برای کاربردهای نیمه سنگین و نیمه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند با حسگری که در خروجی جریان به موتور دارد، بدون سنسور فیزیکی مقدار بار اعمالی به موتور را اندازه گیری و طبق آن سرعت موتور را کنترل کند و مدل حلقه بسته که اینورتری پیشرفته بود و می تواند با خروجی گرفتن از یک سنسور فیزیکی مانند انکودر یا خط کش دیجیتالی یا لیزر مقدار سرعت موتور را کنترل کند.
•  به قیمت اینورتر توجه کنید؛ قیمت اینورتر یا درایو به فاکتورهای مختلفی از جمله توان، ولتاژ ورودی یا همان تک فاز یا سه فاز بودن اینورتر، سطح تکنولوژی و امکانات کنترلی، گزینه های ارتباطی با سایر کنترلرهای صنعتی، خارجی یا داخلی بودن محصول و برند شرکت سازنده بستگی دارد که لازم است هنگام خرید، این موارد را در نظر بگیرید.

جمع بندی

اینورترها نقش مهمی در تبدیل و مدیریت جریان برق در انواع سیستم‌ها دارند. این دستگاه با تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC)، امکان استفاده بهینه از انرژی را فراهم و با کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی دستگاه‌ها، به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک می‌کنند. انواع مختلف اینورترها، از جمله اینورترهای موج سینوسی خالص، اصلاح‌شده و هیبریدی، هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند و نیازهای متفاوت کاربران را پاسخ می‌دهند. به همین دلیل، انتخاب درست نوع اینورتر بسته به کاربرد مورد نظر، اهمیت ویژه‌ای در بهره‌وری و دوام سیستم‌های الکتریکی دارد.

سوالات متداول

1. اینورتر چیست؟

اینورتر دستگاهی است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند و در تجهیزات برقی مختلف استفاده می‌شود.

2. مزایای استفاده از اینورتر چیست؟

کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر دستگاه‌ها، عملکرد بهینه و کاهش هزینه‌های برق از مهم‌ترین مزایای اینورتر هستند.

3. آیا اینورتر در پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود؟

بله، اینورتر در سیستم‌های خورشیدی برای تبدیل برق تولیدشده از پنل‌ها به جریان قابل استفاده در خانه به کار می‌رود.

4. به چه دلیل از اینورتر استفاده میکنیم؟

از اینورتر برای کاهش مصرف انرژی، کنترل دقیق سرعت موتور، افزایش عمر دستگاه‌ها و تبدیل جریان برق (DC به AC) در تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود.