یکی از موارد پُراهمیتی که حتی اگر تخصص ویژه‌ای در مسائل صنعتی نداشته باشید، خواه‌ناخواه روزانه بارها با آن مواجه خواهید شد؛ مقولۀ بردهای الکتریکی، خصوصاً بردهای اینورتر، است. بردهای الکتریکی، حیاتی‌ترین بخش و اصطلاحاً مغز تجهیزات الکتریکی به شمار می‌روند که بدون حضور آنها، کارکرد دستگاه کاملاً مختل خواهد شد.
تمامی وسایل موجود نظیر؛ شارژرهای تلفن همراه، لپ‌تاپ، ماشین‌های لباسشویی، تجهیزات تبریدی و تهویۀ مطبوع مانند کولرهای گازی یا اسپلیت‌ها که به‌طور روزمره از آنها بهره می‌برید، از جملۀ مهمترین کاربردهای بردهای اینورتر به شمار می‌روند؛ اما سوال اینجاست که «برد اینورتر چیست و چگونه کار می‌کند؟»
برای یافتن پاسخ این دو سوال، پیشنهاد می‌کنیم حتماً مقالۀ پیشِ‌رو را مطالعه فرمایید. کارشناسان گروه دکتر کول با زبانی ساده، هر آنچه نیاز است در رابطه با بردهای اینورتر بدانید، در این مطلب جامع برایتان جمع‌بندی کرده‌اند.
برد اینورتر چیست؟
به‌طور کلی می‌توان گفت که اینورتر، در حقیقت مبدلی الکتریکی یا نوسان‌ساز الکتریکی باقدرت بالا است که می‌تواند جریان مستقیم برق یعنی «جریان DC» را به «جریان متناوب AC» تبدیل کرده و امکان تغییر ولتاژ، تعداد فازها، فرکانس یا اختلاف فاز را در موتورهای الکتریکی از نوع AC برای کاربر فراهم آورد تا بدین طریق، برق باکیفیت‌تری را جهت استفاده برای شارژ در اختیار دستگاه‌های الکتریکی قرار دهد.
همانطور که احتمالاً می‌دانید، اصلی‌ترین بخش تمامی مدارهای الکتریکی که حکم مغز دستگاه را دارد، برد الکتریکی آن است. عموماً این بردهای الکتریکی به‌واسطۀ قسمت راه‌انداز موتور از یکدیگر متمایز می‌شوند که تفاوت برد اینورتر و معمولی نیز دقیقاً در همین قسمت است. بردهای اینورتر، بیشتر در سیستم‌های انرژی تجدید‌پذیر، منابع تغذیۀ بدون وقفه یا «UPS» و برخی از تجهیزات تبریدی و تهویۀ مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برد اینورتر چگونه کار می‌کند؟
برای پاسخ به سوال «طرز کار اینورتر چگونه است؟»، باید بگوییم که در حقیقت اینورتر با خاموش و روشن شدن پیوستۀ کلیدهای قدرت، ضمن دریافت انرژی الکتریکی از منبع تغذیه نظیر پک باتری یا خازن‌های لینک DC، جریان مستقیم DC را به جریان برق متناوب AC با فرکانس و ولتاژی مشخص تبدیل می‌کند. برای درک بهتر نحوه کار اینورتر، اجازه دهید ابتدا به انواع اینورتر و ساختار آنها نگاهی بیندازیم.
به‌طور کلی اینورترها را می‌توانیم در دو دستۀ زیر تقسیم‌بندی کنیم:
1- اینورتر متصل به شبکه (Grid-tie inverters)
همانطور که از نام این گروه از اینورترها پیداست؛ اینورترهای متصل به شبکه، می‌توانند به برق شهری یا شبکۀ قدرت متصل شوند. این نوع از اینورترها، بیشتر به‌منظور مدیریت مصرف انرژی یا در جایگاه برق پشتیبان در مراکز مسکونی و اداری مورد استفاده قرار می‌گیرند که در این صورت حتماً با منبع تغذیه‌ای نظیر باتری، به کاربران ارائه می‌شوند. این نوع از اینورترها به‌واسطۀ مزایا، سیستم حفاظتی و سایر قابلیت‌هایشان، قیمت نسبتاً بالاتری دارند.
2- اینورتر جدا از شبکه (Off-grid inverters)
اینورترهای جدا از شبکه نیز همچون نامی که به آنها اختصاص داده شده است، در مواردی نظیر سلول‌های خورشیدی که بنا نیست به شبکۀ قدرت متصل شوند، کاربرد دارند تا بتوانند برق و انرژی مورد نیاز سیستم را شخصاً تأمین نمایند.
اصلی‌ترین اجزای به‌کاررفته در ساختار اینورترها عبارتند از:
- اسیلاتور: اُسیلاتور (به انگلیسی: Oscillator) که نوسان‌ساز نیز نامیده می‌شود، مداری الکتریکی است که سیگنالی تکرارشونده را تولید می‌کند.
- مدار کنترلی
- مدار درایو قطعات الکترونیک قدرت: مدار داخلی اینورتر است.
- کلیدهای قدرت فرکانس بالا
- ترانسفورمر: ترانسفرمر که ترانسفورماتور (به انگلیسی: Transformator) نیز نامیده می‌شود، اصلی‌ترین عنصر موجود در شبکۀ انتقال انرژی است که به‌وسیلۀ آن می‌توان برق را به دورترین نقاط ممکن منتقل کرد.
حال با پیش‌زمینه‌ای که از انواع اینورترها و ساختار آنها در اختیار دارید، به مبحث پیشین؛ یعنی طرز کار برد اینورتر و شرح پروسۀ کلی تولید ولتاژ با فرکانس مطلوب باز می‌گردیم.
چیزی که تا به اینجا دریافتیم این است که تنها موتورهای الکتریکی از نوع DC، می‌توانند اینورتر داشته باشند. موتورهای الکتریکی DC نیز خود به دو دستۀ ساده (تک‌فاز) و بدون ذغال یا BLDC (سه‌فاز) تقسیم‌بندی می‌شوند.
اولین نکته‌ای که می‌بایست در رابطه با ساختار کلی اینورتر بدانید، این است که مدار مبدل در این دستگاه، دائماً جریان متناوب AC را که از منبع تغذیه دریافت شده است، به جریان مستقیم DC تبدیل می‌کند. این فرایند که اصطلاحاً «اصلاح» نامیده می‌شود، در درون مدار به‌صورت پیوسته به انجام می‌رسد.
یکی از دو سمت ترانسفورمرِ تعبیه‌شده در دستگاه اینورتر، توسط پالس‌های الکتریکی که به‌واسطۀ روشن و خاموش شدن ماسفت ها، ای جی بی تی ها (IGBT) یا کلیدهای قدرت ایجاد می‌شود، شارژ می‌گردد. این پالس‌های متناوب، سبب می‌شوند شارِ پیوندیِ متناوبی میان سیم‌پیچ‌های دو سمت ترانسفورمر، ایجاد شود و اگر بنا باشد اینورتر موتور مذکور به‌صورت افزاینده فعالیت کند، در این بخش بسته به ولتاژ مورد نیاز، نسبت تعداد دور در دو سوی ترانسفرمر تعیین می‌گردد.
در سیستم های اینورتر، جهت شارژ دستگاه یا تسهیل فرایند چرخش روتور در موتوری الکتریکی، عموماً از کنترل پهنای پالس (Pulse Width Modulation) استفاده می‌شود که به این روش اصطلاحاً «مدولاسیون عرض پالس» یا «PWM» گفته می‌شود.
اینورتر سه فازه نیز طرز کار مختص خود را دارد که در اینجا مجال وصف آن به تفصیل فراهم نیست، پس صرفاً به پروسۀ کلی نحوه کارکرد برد اینورتر اکتفا می‌کنیم.
انواع اینورتر
هرچند که پیش‌تر گفتیم اینورترها به دو دستۀ «متصل به شبکه» و «جدا از شبکه» تقسیم‌بندی می‌شوند؛ اما حقیقت این است که تمامی اینورترها بر اساس منبع ورودی اعمال‌شده به آنها، نحوۀ اتصال، ولتاژ خروجی و برخی دیگر از مؤلفه‌ها به چندین دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.
تقسیم‌بندی اینورترها بسته به «ویژگی خروجی»
- اینورتر موج مربعی
نام این موج، از شکل آن در حالت خروجی ولتاژ که مربعی است، تعیین شده. این نوع از اینورتر، به این دلیل که تقریباً اکثریت دستگاه‌های موجود جهت تأمین امواج سینوسی طراحی شده‌اند، در مقایسه با دیگر اینورترها کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
درصورتی که به دستگاهی که بر اساس موج سینوسی تعبیه شده است، موج مربعی عرضه کنیم؛ دستگاه ممکن است آسیب ببیند و خسارات بسیاری را بر ما تحمیل کند. هرچند که هزینۀ فراهم کردن این نوع از اینورتر بسیار کم است؛ اما به همان نسبت نیز به جزء ابزارهای ساده که موتور یونیورسال دارند، این قطعات عملاً کاربرد دیگری ندارند.
- اینورتر موج سینوسی
موج خروجی ولتاژ در این نوع از اینورتر، سینوسی بوده و شباهت بسیار بالایی به منابع برق شهری دارد. همین مسئله نیز، اینورتر موج سینوسی را به یکی از محبو‌ترین و البته کاربردی‌ترین انواع اینورتر تبدیل می‌کند؛ چراکه بیشتر وسایلی که ما روزمره از آنها استفاده می‌کنیم، از موج سینوسی تشکیل شده‌اند.
ازهمین‌رو، استفاده از این نوع اینورتر در آنها، به‌نوعی تضمینی برای راندمان و کارکرد بی‌نقصشان است. هرچند که این نوع از مدل های اینورتر، هزینۀ راه‌اندازی بالاتری را شامل می‌شوند؛ اما ازآنجاکه کاربردهای بسیار گسترده و متنوعی در مصارف مسکونی و تجاری دارند، تهیۀ آنها توجیه اقتصادی مناسبی دارد.
- اینورتر موج سینوسی اصلاح شده
ساختار این نوع اینورتر نسبت به اینورتر موج مربعی، قدری پیچیده‌تر است؛ اما در مقایسه با اینورتر موج سینوسی، ساده‌تر می‌باشد. خروجی این اینورتر، نه موج سینوسی خالص است و نه دقیقاً موج مربعی؛ بلکه مقدار مشخصی از دو موج مربعی را شامل می‌شود.
شکل موج خروجی نیز با نوع سینوسی تفاوت‌هایی دارد. این اینورتر با اکثر تجهیزات الکتریکی به‌خوبی سازگاری دارد؛ هرچند که در مواجهه با برخی از آنها، قدری افت بازده و قدرت را تجربه می‌کند.
تقسیم بندی اینورترها با توجه به «منبع اینورتر»
- اینورتر منبع جریان
- اینورتر منبع ولتاژ
انواع اینورتر بر اساس «نوع بار»
- اینورتر تک‌فاز
- اینورتر نیم‌پل
- اینورتر تمام‌پل
- اینورتر سه‌فاز
- حالت ۱۸۰ درجه
- حالت ۱۲۰ درجه
لیست انواع اینورتر بسته به تکنیکهای مختلف روش «PWM»
- مدولاسیون عرض پالس ساده (SPWM)
- مدولاسیون عرض پالس چندگانه (MPWM)
- مدولاسیون عرض پالس سینوسی (SPWM)
- مدولاسیون عرض پالس سینوسی اصلاح‌شده (MSPWM)
انواع اینورتر بر اساس «تعداد سطح خروجی»
- اینورتر دو سطحی معمولی
- اینورتر چند سطحی
اینورتر چه کاربردهایی دارد؟ | ویژگی ها و مزایای اینورتر
مهمترین و اصلی‌ترین کاربرد اینورتر عبارتند از:
- آمادۀ مصرف کردن برق تولیدشده از سلول‌های خورشیدی، توربین‌های بادی و غیره
- کنترل سرعت موتور الکتریکی AC بدون کاهش قدرت و گشتاور خود موتور
- استفاده در پمپ‌های صنعتی و ساختمانی برای رساندن آب به طبقات بالای ساختمان‌های مرتفع
- جهت انتقال آب به زمین‌های کشاورزی در مسافت‌های طولانی
- ثابت نگه داشتن سرعت و یکنواختی حرکت در سانتریفیوژها
- بهره‌گیری در سیستم بسیاری از لوازم‌خانگی و تجهیزات تبریدی و تهویۀ مطبوع نظیر یخچال‌فریزر، تلویزیون، ماشین لباسشویی و ظرف‌شویی، کولرهای گازی یا اسپلیت و غیره
- کنترل و بهینه‌سازی حرکت موتورهای الکتریکی و در نهایت کاهش مصرف انرژی
- کنترل فرکانس و ولتاژ موتور دستگاه و حفاظت از آن در برابر آسیب‌هایی نظیر افت‌وخیز ناگهانی ولتاژ، شوک‌هایی که در زمان شروع به کار در موتورها اتفاق می‌افتند و در نهایت افزایش طول عمر موتور و تجهیزات الکتریکی
- در هوشمند‌سازی و برنامه‌ریزی فعالیت موتور
- بهبود کیفیت روند کار و تولید
- در درون آسانسورها و نوار نقاله
- درون منابع تغذیۀ موجود در لپ‌تاپ و سایر انواع کامپیوترها
- استفاده در ماشین‌های چاپ
- در سیستم منابع برق اضطراری
تفاوت برد اینورتر و برد معمولی
تفاوت برد اینورتر و برد معمولی را می‌توانیم در موارد زیر خلاصه کنیم.
هزینه برد اینورتر و معمولی
لوازم خانگی که در آنها از برد معمولی استفاده شده است، عموماً از وسایلی که برد اینورتر دارند بسیار ارزان قیمت‌تر هستند. نصب تجهیزاتی با برد اینورتر نیز ازاین‌رو که پیچیده است و نیاز به تجهیزات تخصصی و پیشرفته‌تری دارد، گران‌تر است؛ اما استفاده از برد اینورتر مصرف انرژی را نیز بهطرز چشمگیری کاهش داده و سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های ماهیانه‌تان می‌شود.
بهره‌وری انرژی در بردهای اینورتر و معمولی
بهره‌وری انرژی و صرفه‌جویی در مصرف برق، یکی از تفاوت‌های عمده در تجهیزات با برد اینورتر و معمولی است. در وسایلی که برد اینورتر دارند، به دلیل سازوکار هوشمند این تجهیزات، در صورت عدم استفاده؛ حجم فعالیت دستگاه تا پیک کارکرد بعدی در پایین‌ترین میزان ممکن حفظ می‌شود.
به همین دلیل نیز تجهیزات دارای برد اینورتر، برخلاف تجهیزاتی که برد معمولی دارند؛ تمام مدت از کل ظرفیت بار خود استفاده نمی‌کنند و بدین سبب سالم‌تر می‌مانند و نیاز کمتری به تعمیرات پیدا می‌کنند.
تفاوت فناوری در برد اینورتر و معمولی
اینورتر دستگاهی هوشمند است که علاوه‌بر تغیر جریان، می‌تواند دما و سرعت موتور کمپرسور را نیز با تنظیم منبع تغذیه، تعیین کند. در مقابل، برد معمولی در سطح بسیار ساده‌تری کار می‌کند، در آن کنترلی روی منبع تغذیه وجود ندارد و کمپرسور نیز از سرعتی ثابت برخوردار است.
میزان تولید صدا در برد اینورتر و معمولی
تجهیزاتی نظیر کولرهای گازی اینورتر، ضمن مصرف برق بسیار کمتر، به‌صورت ناگهانی خاموش و روشن نمی‌شوند و دائماً تغییر فاز نمی‌دهند؛ در نتیجه، صدای بسیار کمی نیز تولید می‌کنند؛ اما کولر های گازی که برد معمولی دارند، صرفاً از سیستم تهویۀ مطبوعی معمولی ساخته شده‌اند که به‌صورت خودکار فعال می‌شود و با رسیدن به دمای تعیین‌شده، خاموش می‌شود و ازاین‌رو برای هربار راه‌اندازی، سروصدای بسیاری تولید می‌کند.
-
تفاوت عملکردی در برد اینورتر و معمولی
لوازم دارای برد اینورتر، به این دلیل که مدیریت سرعت کمپرسور و تنظیم جریانِ آنها در پروسه‌ای منظم و به آرامی صورت می‌پذیرد، عملکرد منعطف‌تری دارند. این در حالی است که، سازگاری تجهیزاتی که برد معمولی دارند، بسیار کمتر و در چارچوبی مشخص است.
اختلاف در حفاظت موتور در برد اینورتر و معمولی
به دلیل ویژگی‌های ساختاری و راهکارهایی که جهت حفاظت در لوازم دارای برد اینورتر صورت پذیرفته است، این تجهیزات در برابر نوسانات جریان و ولتاژ متحمل کمترین آسیب می‌شوند. همچنین، راه‌اندازی نرم موتور در برد اینورتر از وارد شدن آسیب به قطعاتی همچون کوپلینگ، گیربکس، تسمه و زنجیر نیز ممانعت به عمل می‌آورد.
بعلاوه، یکی از مسائلی که بر عملکرد تجهیزات الکتریکی تأثیر منفی می‌گذارد، اضافه بار است. در لوازم دارای برد اینورتر، اگر مقدار بار روی موتور دستگاه، از میزان متعارف بیشتر شود، پیغام ویژ‌ای به کاربر نشان داده می‌شود و سپس دستگاه خاموش می‌گردد. به دلیل همین ویژگی‌ها، بردهای اینورتر در مقایسه با بردهای معمولی، بهطرز معناداری کمتر دچار خرابی می‌شوند.
تفاوت معنادار طول عمر تجهیزات دارای بردهای اینورتر و معمولی
به دلیل بالا بودن هزینۀ خریه اولیه و همچنین مبالغی که می‌بایست برای سرویس، نگهداری، تعمیر و تعویض تجهیزات مختلف و لوازم جانبی‌شان پرداخت شود، ترجیح افراد بر این است که از ابتدا گزینه‌ای را انتخاب کنند که طول عمر بالاتری داشته باشد.
اگر شما نیز از این دسته از افراد هستید، پیشنهاد ما به شما تهیۀ وسایلی است که در آنها از برد اینورتر استفاده شده باشد. در لوازم دارای برد اینورتر، قطعات طول عمر بیشتری دارند.
بعلاوه، ازآنجاکه در برد اینورتر تجهیزات با حداکثر توان خود کار نمی‌کنند، استفاده از قطعات به‌طور قابل توجهی کاهش یافته و این مسئله ضمن کاهش مصرف برق، از فرسودگی، خرابی و نیاز قطعات به تعمیرات نامتعارف نیز جلوگیری به عمل می‌آورد. فروشگاه اینترنتی دکتر کول، عرضه‌کنندۀ انواع برد اینورتر از بهترین برندهای جهان با قیمتی استثنایی و ضمانت اصالت کالا در کشور است.
شما عزیزان می‌توانید، برد اینورتر یخچال فریزر سینجر مدل QD VCC3 2456، برد الکترونیک خارجی اینورتر دایکین مدل RXN35، برد یخچال دوقلو اینورتر الجی مدل EBR83736072، برد بيروني دستگاه اينوتر الجي مدل EBR82716206، برد کنترلر دستگاه اینورتر 36 هزار الجی مدل EBR82717418 و مدل‌های دیگری از این محصول کاربردی را به‌راحتی و تنها با یک کلیک از ما خریداری کرده و در اسرع وقت در محل سکونت خود تحویل بگیرید.
