Wechselrichter: Aufbau und Funktionsweise


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Wie funktioniert ein Wechselrichter


Willkommen auf der Informationsseite des Mppt Solar. Diese Seite wird erklären, was ein Wechselrichter, was ist ihre Funktion, von dem, was gemacht wird, was ist seine Funktionsweise und was sind die wichtigsten Arten von Wechselrichtern in den meisten Situationen und Bedürfnisse verwendet. Mit Hilfe von einfachen Schemata, werden Sie in das Verständnis dieser wichtigen elektronischen Gerät unverzichtbar in vielen Bereichen der Anwendung geführt werden. Dort finden Sie auch den Schaltplan zu einem Quadrat-Wechselrichter und viele praktische Tipps zu bauen, so dass Sie einen sicheren Einkauf, bewusst und dauerhaft zu machen.



Was ist ein Inverter und wozu dient er?

Ein Wechselrichter ist ein elektronisches Gerät, das in der Lage ist, einen Gleichstrom (DC) bei einer bestimmten Spannung und Frequenz in einen Wechselstrom (AC) umzuwandeln. Wenn wir zum Beispiel ein Gerät mit Wechselstrom 230V (Frequenz 50Hz) betreiben müssen, aber kein Wechselstromnetz haben, können wir es dank des Wechselrichters mit einer Gleichstromquelle wie einer 12V-Batterie (DC) betreiben. . Es ist daher unerlässlich, damit elektrische Geräte zu versorgen, die über Gleichstrom mit Wechselstrom arbeiten. Die Wechselrichter werden in netzunabhängigen Photovoltaikanlagen (autark) zur Stromversorgung von Inselhäusern, Berghütten, Wohnmobilen, Booten und auch in netzgekoppelten Photovoltaikanlagen eingesetzt, um den von der Anlage erzeugten Strom direkt in das Stromnetz einzuspeisen. Verteilung (Solarwechselrichter).


Wechselrichter Wellenformen

Die Wechselrichter sind auch in vielen anderen Anwendungen, die von der USV an den Drehzahlregler der Elektromotoren, Schaltnetzteile zur Beleuchtung verwendet. Mit der Bezeichnung "Wechselrichter" Sie können auch einen "Gleichrichter-Wechselrichter" -Gruppe bedeuten, gespeist mit Wechselstrom und verwendet, um die Spannung und Frequenz des Wechselstromausganges als eine Funktion des eingehenden (zB für die Lieferung von speziellen zu variieren Arbeitsmaschinen). Die gebräuchlichste Inverter verwendet, um die Wechselstromlasten zu speisen, sind von drei Arten: Inverter Rechteckwelle (geeignet für rein resistive Last), Wechselrichter modifizierte Sinuswelle (geeignet für ohmsche und kapazitive Lasten mit induktiven Lasten kann Geräusche erzeugen ) Inverter und reine Sinuswelle (geeignet für alle Arten von Lasten, weil getreulich eine Sinuswelle gleich der unser Netzes) zu reproduzieren.



Wie funktioniert ein Wechselrichter?

Nun, jetzt fangen wir an, dieses interessante Phänomen der Umwandlung von Energie zu erklären. Wir haben gesagt, dass ein Wechselrichter einen Wechselstrom von einem Gleichstrom zu erhalten. Um dieses Phänomen zu verstehen, ist auch aus der Erläuterung eines Generators. Der Generator ist eine rotierende elektrische Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Wechselstrom durch das natürliche Phänomen der elektromagnetischen Induktion (ein Beispiel ist der Fahrraddynamo) Strom. In seiner einfachsten Form besteht aus einer Spule aus Draht mit einer rotierenden Magneten nahe daran besteht. Sobald ein Pol des Magneten der Spule nähert, wird es einen induzierten Strom in der Spule erzeugen, und dies wird in der entgegengesetzten Richtung zu der Drehung des Magneten fließt. Ist dann ein Wechselstrom erzeugt.


Funktionsprinzip Lichtmaschine


Sehen wir uns nun an, wie sich ein Transformator verhält. Ein Transformator erzeugt auch einen Wechselstrom, der in der Spule induziert wird, aber dieses Mal wird das veränderliche Magnetfeld nicht durch einen Magneten, sondern durch eine andere Spule (als Primärspule bezeichnet) mit einem darin fließenden Wechselstrom erzeugt. Jede Spule, die von einem elektrischen Wechselstrom durchquert wird, verhält sich wie ein Magnet und erzeugt ein Magnetfeld. Wenn sich die Richtung des Stroms ändert, ändert sich die Polarität des Magnetfeldes.


Funktionsprinzip Transformator


Die nützliche Eigenschaft eines Transformators ist, dass die Spannung, die in der Sekundärspule erzeugt wird, nicht notwendigerweise die gleiche ist wie diejenige, die auf die Primärspirale angewendet wird. Wenn die Sekundärspule aus einer Doppelwicklung (doppelte Anzahl von Windungen) in Bezug auf die Primärspule besteht, ist die Sekundärspannung das Doppelte der an die Primärspule angelegten Spannung. Wir können tatsächlich jede gewünschte Spannung erzeugen, indem wir die Größe der Spulen variieren.

Wenn in der Primärspule anstelle von Wechselstrom der Gleichstrom einer Batterie fließen kann, wird in der Sekundärspule kein induzierter Strom gebildet, weil sich das Magnetfeld nicht ändert. Aber wenn wir den Strom kontinuierlich und schnell ändern, haben wir bereits einen sehr einfachen und funktionalen Wechselrichter geschaffen. Dieser Inverter gibt eine Rechteckwelle aus, deren Frequenz von der Zeit abhängt, in der wir die Richtung des in der Primärspule zirkulierenden Gleichstroms ändern.


Funktionsprinzip Wechselrichter


Wie können diese kontinuierlichen und schnellen Änderungen automatisch durchgeführt werden? Verwendung einer Transistorschaltung, oder besser noch realisiert über MOSFET, oder Thyristoren oder IGBTs, die effizienter sind. Unten finden Sie das Diagramm für die Herstellung eines sehr einfachen Rechteckwellen-Wechselrichters, der eine astabile Multivibratorschaltung zum Ansteuern der Primärspule verwendet. Natürlich ist dieser Wechselrichtertyp reich an Oberschwingungen und daher nicht geeignet, um kapazitive oder induktive Lasten zu speisen. Es können nur rein ohmsche Lasten wie Glühlampen oder elektrische Heizungen geliefert werden.



Diagramm eines Rechteckwelleninverters


Rechteckwellen Wechselrichter Schema


Die Transistoren Q1 und Q2 sowie der Transformator T1 bestimmen, wie viel Leistung der Wechselrichter liefern kann. Q1 und Q2 sind 2N3055 Transistoren und T1 ist ein Transformator mit einem maximalen Strom von 15A; In diesem Fall kann der Wechselrichter etwa 300 Watt liefern. Denken Sie daran, dass dieser Wechselrichter, wenn Sie mit hohen Strömen arbeiten, erhebliche Strommengen aus der Batterie aufnimmt und Sie in kurzer Zeit schwer beschädigt werden können. Es empfiehlt sich daher, einen Sensor für die automatische Unterbrechung des Wechselrichterbetriebs einzurichten, sobald die Batterie unter eine bestimmte Spannungsschwelle "fällt". Es ist auch gut, vor dem Start der Schaltung eine Schutzsicherung einzulegen.



Reiner Sinus-Wechselrichter

Um am Ausgang unseres Transformators einen sinusförmigen Wechselstrom zu erhalten, müssen wir am Eingang einen sinusförmigen Strom anlegen. Um eine Sinuswelle am Eingang der Primärspule zu erzeugen, benötigen wir einen Oszillator. Einer der einfachsten Oszillatoren, den wir herstellen können, ist definitiv der in Wien Bridge mit FET-Transistoren. Die Ausgabe ist dank Feedback stabil.


betrieb Reiner Wellen-Inverter


In den meisten Schwingkreisen wird der Ausgangsstrom von geringer Intensität sein oder in jedem Fall nicht ausreichen, um die Hauptspule anzutreiben. Dieser Strom muss daher verstärkt werden, was mehr oder weniger einem leistungsfähigen Audioverstärker entspricht, um einen hohen Strom für die Primärspule des Transformators zu erzeugen. Der Transformator ist, obwohl er sehr nützlich ist, nichts für nichts. Wenn die Spannung ansteigt, wird der Strom reduziert und die Leistung (Spannung x Strom) bleibt gleich (unter Vernachlässigung der Verluste im Transformator). Mit anderen Worten, um 1 kW in Wechselstrom auszugeben, müssen wir 1 kW Gleichstrom liefern.

Die besten und teuersten Wechselrichter werden von einem Mikrocontroller verwaltet und basieren auf Pulsweitenmodulation (PWM). Das System kann zurückgeführt werden, um eine stabile Ausgangsspannung zu liefern, wenn sich die Eingangsspannung ändert. Für beide Arten der Modulation wird die Signalqualität durch die Anzahl der verwendeten Bits bestimmt. Sie reicht von minimal 3 bis maximal 12 Bit und kann die Sinuskurve sehr gut beschreiben.





Netzgekoppelte Wechselrichter

Ein Raster gebunden Wechselrichter anstelle hat eine andere Funktion als die Antriebsfrequenz so weit beschrieben. In der Tat ist es nicht nur wandelt einen Gleichstrom in Wechselstrom um, ist aber in der Lage, diesen Strom in das öffentliche Netz ein. Um diese Funktion zu erfüllen, muss die Grid Tie Inverter die Probenahme von der Spannung und Synchronisation für die Übertragung.



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