Những kiến thức cơ bản về bộ chuyển đổi nguồni DC -AC
1. Bộ chuyển đổi DC/AC là gì?
2. Phân loại bộ chuyển đổi DC-AC
3. Bộ chuyển đổi DC-AC hoạt động như thế nào?
4. Những lợi ích chính của việc sử dụng bộ chuyển đổi DC-AC
1. Bộ chuyển đổi DC/AC là gì?
Quá trình chuyển đổi nguồn DC sang AC được gọi là đảo ngược, chuyển đổi từ điện áp DC sang điện áp AC.
Hầu hết các hệ thống năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời, tạo ra năng lượng ở dạng DC, đó là lý do tại sao cần phải chuyển đổi nguồn DC được tạo ra thành nguồn AC để sử dụng trong gia đình hoặc doanh nghiệp.
Để chuyển nguồn DC sang nguồn AC, bạn cần có bộ chuyển đổi. Các thiết bị điện tử khác nhau có đầu vào là điện áp DC 12, 24 hoặc 28 và để sử dụng các thiết bị có điện áp đầu ra AC, bạn phải có bộ chuyển đổi nguồn.
Trong số các ứng dụng thực tế hơn của bộ chuyển đổi AC như sau:
• Nguồn điện liên tục – bộ chuyển đổi chuyển nguồn DC sang AC theo điện áp DC yêu cầu
• Hệ thống quang điện (PV) – bộ chuyển đổi thay đổi điện một chiều được tạo ra từ các tấm pin mặt trời thành điện xoay chiều
• Đồ gia dụng – tủ lạnh và máy điều hòa không khí cần có bộ chuyển đổi để điều khiển máy nén và điều chỉnh công suất
• Xe điện – bộ chuyển đổi là cần thiết để điều chỉnh và chuyển đổi năng lượng
2. Phân loại bộ chuyển đổi DC-AC
Có ba loại cách chính mà bộ biến tần chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC:
1. Biến tần sóng sin chuẩn (Pure Sine Wave Inverters)
Còn được gọi là sóng hình sin thực sự, biến tần nguồn này được đặc trưng bởi dạng sóng thường được lấy từ thủy điện hoặc máy phát điện. Hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, các loại thiết bị được bán trên thị trường là bộ biến tần sóng hình sin chuẩn.
Biến tần sóng sin chuẩn là thiết bị phức tạp hơn, đó là lý do tại sao chúng đắt hơn các thiết bị thông thường. Ví dụ như máy làm bánh mì và một số bộ sạc pin.
2. Biến tần mô phỏng hình sin
Mô phỏng hình sin có sóng bước hoặc sóng vuông có thêm một bước, điều đó có nghĩa là nó không phải là sóng hình sin chuẩn. Tùy thuộc vào tình huống, nó có thể tốt như sóng hình sin chuẩn. Nó có thể tiết kiệm năng lượng khi chạy với tải nhỏ.
3. Biến tần sóng vuông
Biến tần sóng vuông được coi là hợp lý nhất trong số các biến tần. Để đơn giản hóa, nó ngược lại với biến tần sóng hình sin thuần túy.
Trong số các sản phẩm chạy bằng biến tần sóng vuông có động cơ vạn năng.
Có ba loại cách chính mà bộ biến tần chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC:
1. Biến tần sóng sin chuẩn (Pure Sine Wave Inverters)
Còn được gọi là sóng hình sin thực sự, biến tần nguồn này được đặc trưng bởi dạng sóng thường được lấy từ thủy điện hoặc máy phát điện. Hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, các loại thiết bị được bán trên thị trường là bộ biến tần sóng hình sin chuẩn.
Biến tần sóng sin chuẩn là thiết bị phức tạp hơn, đó là lý do tại sao chúng đắt hơn các thiết bị thông thường. Ví dụ như máy làm bánh mì và một số bộ sạc pin.
2. Biến tần mô phỏng hình sin
Mô phỏng hình sin có sóng bước hoặc sóng vuông có thêm một bước, điều đó có nghĩa là nó không phải là sóng hình sin chuẩn. Tùy thuộc vào tình huống, nó có thể tốt như sóng hình sin chuẩn. Nó có thể tiết kiệm năng lượng khi chạy với tải nhỏ.
3. Biến tần sóng vuông
Biến tần sóng vuông được coi là hợp lý nhất trong số các biến tần. Để đơn giản hóa, nó ngược lại với biến tần sóng hình sin thuần túy.
Trong số các sản phẩm chạy bằng biến tần sóng vuông có động cơ vạn năng.
3. Bộ chuyển đổi DC-to-AC hoạt động như thế nào?
Việc đảo ngược từ DC sang AC không đơn giản vì dòng điện phải được đảo ngược ở một tần số nhất định. Nó cần một bộ tạo dao động để đạt được điều này.
Một bộ chuyển đổi AC thường dựa vào những điều sau đây:
Tụ điện – Một thiết bị lưu trữ năng lượng điện và bao gồm hai dây dẫn đặt gần nhau nhưng cách điện với nhau.
Điện trở - Một thành phần điện điều chỉnh dòng điện trong mạch.
Transistor – Một chất bán dẫn thu nhỏ điều khiển dòng điện áp và khuếch đại tín hiệu điện.
Đây là cách đảo ngược từ DC sang AC xảy ra:
1. Bộ lọc
Từ dòng điện một chiều, bộ lọc đầu vào loại bỏ nhiễu thông qua gợn sóng hoặc tần số. Quá trình này sẽ dẫn đến điện áp sạch được cung cấp cho mạch biến tần.
2. Biến tần
Phần quan trọng nhất của mạch chính. Đó là nơi DC được chuyển đổi thành AC, đặc biệt là dạng sóng điều chế độ rộng xung (PWM) đa cấp. Đó là một cơ chế cho phép bạn sử dụng tín hiệu đầu ra tần số thấp.
3. Bộ lọc đầu ra
Trong bước này, bộ lọc đầu ra loại bỏ cấu trúc tần số cao khỏi sóng PWM.
Việc đảo ngược từ DC sang AC không đơn giản vì dòng điện phải được đảo ngược ở một tần số nhất định. Nó cần một bộ tạo dao động để đạt được điều này.
Một bộ chuyển đổi AC thường dựa vào những điều sau đây:
Tụ điện – Một thiết bị lưu trữ năng lượng điện và bao gồm hai dây dẫn đặt gần nhau nhưng cách điện với nhau.
Điện trở - Một thành phần điện điều chỉnh dòng điện trong mạch.
Transistor – Một chất bán dẫn thu nhỏ điều khiển dòng điện áp và khuếch đại tín hiệu điện.
Đây là cách đảo ngược từ DC sang AC xảy ra:
1. Bộ lọc
Từ dòng điện một chiều, bộ lọc đầu vào loại bỏ nhiễu thông qua gợn sóng hoặc tần số. Quá trình này sẽ dẫn đến điện áp sạch được cung cấp cho mạch biến tần.
2. Biến tần
Phần quan trọng nhất của mạch chính. Đó là nơi DC được chuyển đổi thành AC, đặc biệt là dạng sóng điều chế độ rộng xung (PWM) đa cấp. Đó là một cơ chế cho phép bạn sử dụng tín hiệu đầu ra tần số thấp.
3. Bộ lọc đầu ra
Trong bước này, bộ lọc đầu ra loại bỏ cấu trúc tần số cao khỏi sóng PWM.
4. Những lợi ích chính của việc sử dụng bộ chuyển đổi DC-AC
Tính linh hoạt
Bộ chuyển đổi DC sang AC cho phép sử dụng các nguồn điện DC, chẳng hạn như pin hoặc tấm pin mặt trời, để cấp nguồn cho các thiết bị và thiết bị AC.
Tính di động
Nguồn điện một chiều thường dễ di chuyển hơn nguồn điện xoay chiều, vì vậy bộ chuyển đổi DC-to-AC cho phép sử dụng nguồn điện di động ở những nơi không có nguồn điện xoay chiều.
Hiệu quả
Bộ chuyển đổi DC sang AC có thể hiệu quả hơn máy phát điện truyền thống trong một số ứng dụng nhất định.
Sự an toàn
Nguồn DC ít có khả năng gây điện giật hoặc hỏa hoạn hơn nguồn AC và có thể sử dụng bộ chuyển đổi DC sang AC để chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC một cách an toàn.
Hiệu quả về chi phí
Bộ chuyển đổi DC-to-AC có thể ít tốn kém hơn so với máy phát điện truyền thống trong một số ứng dụng nhất định.
Giảm méo hài
Trong một số ứng dụng nhất định, đặc biệt là trong các thiết bị điện tử nhạy cảm, bộ biến tần DC-AC có thể được sử dụng để giảm méo hài.
Tính linh hoạt
Bộ chuyển đổi DC sang AC cho phép sử dụng các nguồn điện DC, chẳng hạn như pin hoặc tấm pin mặt trời, để cấp nguồn cho các thiết bị và thiết bị AC.
Tính di động
Nguồn điện một chiều thường dễ di chuyển hơn nguồn điện xoay chiều, vì vậy bộ chuyển đổi DC-to-AC cho phép sử dụng nguồn điện di động ở những nơi không có nguồn điện xoay chiều.
Hiệu quả
Bộ chuyển đổi DC sang AC có thể hiệu quả hơn máy phát điện truyền thống trong một số ứng dụng nhất định.
Sự an toàn
Nguồn DC ít có khả năng gây điện giật hoặc hỏa hoạn hơn nguồn AC và có thể sử dụng bộ chuyển đổi DC sang AC để chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC một cách an toàn.
Hiệu quả về chi phí
Bộ chuyển đổi DC-to-AC có thể ít tốn kém hơn so với máy phát điện truyền thống trong một số ứng dụng nhất định.
Giảm méo hài
Trong một số ứng dụng nhất định, đặc biệt là trong các thiết bị điện tử nhạy cảm, bộ biến tần DC-AC có thể được sử dụng để giảm méo hài.
