Rynek jest przesycony obfitością prostowników napięciowych reprezentowanych przez dziesiątki światowych marek. Każdy z nich różni się rodzajem odżywiania, funkcjonalnością oraz zasadą stabilizacji. Ze względu na tak dużą różnorodność urządzeń użytkownicy nie wiedzą, jaki model wybrać. Najskuteczniejszy jest inwerterowy regulator napięcia, popularnie nazywany normalizatorem podwójnej konwersji.
Struktura wewnętrzna
Stabilizator falownika jest automatycznym regulatorem napięcia sieciowego zdolnym do przesyłania prądu o tej samej częstotliwości i stałym wskaźniku napięcia, z odchyleniem nie większym niż 0,5% od wartości znormalizowanej.
Nie bez powodu prostowniki inwerterowe są uważane za najlepsze na rynku. Wyróżnia je zasada działania, oparta na innej konstrukcji niż normalizatory elektroniczne. Napięcie wyjściowe zawsze pokazuje tę samą wartość.
Klasyczny falownik składa się z następujących elementów:
- filtry wejściowe - oznaczenie ВХ;
- prostownik i korektor współczynnika mocy - V i KKM;
- blok kondensatorów - VIP;
- Urządzenia do konwersji napięcia DC na AC - INV;
- mikrokontroler - MK.
Niektóre elementy tego obwodu, takie jak prostownik i przetwornik prądu, również odnoszą się do stabilizatorów opartych na grupie tranzystorów IGBT. W swojej strukturze zintegrowane są tranzystory bipolarne z izolowaną bramką. Drugą cechą jest obecność przewodnika z tlenku metalu w modelu Mosfet.
Zasada działania
Podwójny prostownik podczas pracy spełnia tylko 2 kluczowe funkcje:
- przekształca prąd przemienny w prąd stały;
- druga funkcja jest odwrotna - przekształca prąd typu DC na prąd typu AC.
Pierwszy etap działania obejmuje takie urządzenia jak korektor współczynnika mocy oraz prostownik bezpośredni. Mówiąc najprościej, prąd przemienny jest niestabilny i wchodzi do urządzenia przez filtr, który go naprawia i sprawia, że jest stały. Częstotliwości można również filtrować. Po takich manipulacjach prąd przybiera praktycznie idealny kształt sinusoidalny.
Zaletą jest to, że w tej sytuacji wskaźniki mocy znacznie się zwiększają. Współczynnik mocy sięga dosłownie 1,0. Po przejściu filtra prąd gromadzi się w jednostce kondensatora - wtórnym zasilaniu.
Co więcej, normalizatory falownikowe działają zgodnie z następującą zasadą: prąd stały, który został wyprostowany i przetworzony, przechodzi do falownika, którego zadaniem jest przekształcenie go w prąd przemienny i utworzenie tej samej sinusoidy. Pod wpływem falownika prąd AC uzyskuje wskaźnik napięcia 220 V i częstotliwości o wartości 50 Hz.
Cechy stabilizatorów falownika
Stabilizatory napięcia falownika do domu znacznie różnią się od typów elektromechanicznych i przekaźnikowych. Kluczową różnicą jest brak automatycznego transformatora. Procedurę podwójnej konwersji można również porównać z przełączaniem uzwojeń transformatorów w innych typach normalizatorów.Proces dwustopniowej konwersji jest znacznie wydajniejszy, dzięki czemu falowniki są uważane za najbardziej zaawansowane spośród innych urządzeń.
Każdy skok napięcia, który prawdopodobnie występuje na wejściu do normalizatora, jest niwelowany przez kondensator. W tym komponencie gromadzona jest energia, a następnie przekazywana w postaci prądu przemiennego.
Korzyści
Stabilizator falownika ma wiele zalet w porównaniu z innymi typami urządzeń. Najważniejsze z nich to:
- praca w szerokim zakresie napięcia wejściowego - 115-300 V;
- stabilność napięcia jest stale utrzymywana;
- bezgłośne działanie;
- wymiary i waga wyposażenia falownika są znacznie niższe, co ułatwia brak automatycznego transformatora;
- emisje o wysokiej częstotliwości i wszelkie zakłócenia są filtrowane przez urządzenie;
- wysoki współczynnik wydajności - od 90%;
- szybkość regulacji prądu wejściowego i wyjściowego.
Zalety stabilizatora są bardzo ważkie. Po prostu nie da się ich wszystkich spotkać na urządzeniach innego typu.
niedogodności
Pomimo wielu zalet, nawet stabilizator jednofazowy ma swoje wady. Najważniejsza jest wysoka cena. Inną wadą jest to, że urządzenia inwerterowe obniżają zakres napięcia wejściowego. Im większa moc urządzeń podłączonych do sieci przez normalizator, tym mniejszy staje się ten zakres.
Warunki pracy
Prostowniki inwerterowe działają dość bezpretensjonalnie. Najlepiej wyraża się to w takich cechach, jak odporność na temperaturę otoczenia i wysoką wilgotność. Niemal wszystkie modele tych urządzeń działają bezproblemowo w temperaturach od -40/+40 stopni. Maksymalna zawartość wilgoci to 95%.
Jednak gdy stabilizator jest włączony, nie powinien być narażony na działanie wody i różnego rodzaju smarów. Ich bezpośrednie wnikanie w urządzenie spowoduje, że stanie się ono bezużyteczne. Nawet najmniejsza kondensacja wewnątrz może uszkodzić prostownik.
Funkcje połączenia
Przed podłączeniem urządzenia należy odłączyć całą sieć domową. Prostownik można podłączyć zarówno przed konkretnymi urządzeniami, jak i bezpośrednio za licznikiem.
Wiele modeli falowników jest podłączonych do sieci za pośrednictwem zacisków. Najpierw podłącza się okablowanie wejściowe, które przeniesie prąd. W tym celu należy ustalić w panelu zasilania, który kabel jest „zero”, a który „faza”. Nie zapomnij też o uziemieniu.
Przewód z „fazą” jest podłączony do zacisku - oznaczenie L lub L1. Przewód z „zero” jest podłączony do zacisku zerowego. Przekrój okablowania wejściowego nie może być mniejszy niż 2,5 mm.
Kryteria wyboru
Wybierając prostownik typu falownika, należy kierować się następującymi cechami:
- moc urządzenia;
- poziom dopuszczalnego obciążenia;
- szybkie wyrównanie napięcia;
- forma napięcia wyjściowego;
- dokładność określonych parametrów;
- wartość dopuszczalnych wahań;
- Warunki pracy.
Moc jest najważniejszym kryterium doboru stabilizatora. Te cechy urządzenia dobierane są w zależności od tego, ilu odbiorców będzie do niego podłączonych - jedno mieszkanie lub cały budynek mieszkalny.
Konieczne jest dokładne obliczenie całego potencjalnego obciążenia prostownika. Do uzyskanej wartości dodaj 25% mocy dla rezerwy, aby urządzenie nie doznało maksymalnego obciążenia.
Regulatory inwerterowe z podwójną konwersją
- Urządzenia dokonują konwersji napięcia typu DC na AC. Produkowane są z elementów półprzewodnikowych IGBT lub Mosfet, które montuje się na grzejnikach.
- Prostownik może być sterowany przez kontroler PWM.
- Urządzenia z podwójną konwersją mają dobry poziom ochrony przed znacznymi przepięciami napięcia sieciowego.
- Specjalny mikrokontroler steruje funkcjami urządzenia.
- Stabilizator wyposażony jest w oscylator kwarcowy, który gwarantuje wysoką jakość prądu wyjściowego.
Dzięki nowym rozwiązaniom technicznym falowniki domowe umożliwiają uzyskanie napięcia na wyjściu o wartości nominalnej, którego maksymalne odchylenie nie przekracza 1%. Stabilizatory typu inwerterowego są jedynym urządzeniem, które ściśle kontroluje wskaźnik częstotliwości.
