الرئيسية l هندسة الالكترونيات l نظم ودوائر إلكترونية l الأنفرتر (العاكس) فى إيجاز Inverter In Brief

الأنفرتر (العاكس) فى إيجاز Inverter In Brief

 

الإنفرتر(Inverter) – العاكس

1- ماهو الأنفرتر؟

2-  نظرية عمل الانفرتر

3- تغيير تردد المصدر الكهربى بتقنية الانفرتر

4- تغيير جهد المصدر الكهربى بتقنية الانفرتر

5- تغيير سرعة المحركات الحثية بتقنية الانفرتر

1- الأنفرتر

وحدة إلكترونية من أشباة المواصلات( Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT  أو MOSFET   تحول الطاقة الكهربية المستمرة  (DC) إلى طاقة كهربية مترددة (AC) ش(1) ، بهذا التحويل نحقق أغراضا كثيرة ومتعددة إذ يمكنك لو أنك فى رحلة فى الصحراء أن تحصل بتقنية الانفرتر على كهرباء مترددة (50HZ) بقيمة جهد البطارية  12vACورفعها بمحول 12/220 لتغذة أجهزتك مثل اللاب والتليفزيون ، ويمكننا من خلال الانفرتر تحويل المصدر الكهربى للشبكة من جهد ثابت القيمة والتردد  220v /هرتز50    إلى مصدر كهربى متغير الجهد والتردد  معا مما أتاح التغلب على مشكلة تغيير السرعة فى المحركات الحثية بأسلوب بسيط وكفء مع تحقيق الاقلاع  بنعومة وسلاسة وتسارع متدرج ،وبتقنية الانفرتر أمكن استبدال كميوتيتور محركات التيار المستمر بالفرش إلى محركات بدون فرش وانتاج جيل من الأجهزة الكهربية أقل استهلاكا للطاقة الكهربية   ومع التوسع المطرد فى انتاج الطاقة الكهربية الشمسية سيكون الانفرتر أحد الأجهزة المنزلية التى لا غنى عنها لتحويل الطاقة الكهربية المستمرة المنتجة من الخلايا الشمسية إلى أخرى مترددة لتشغيل الأجهزة المنزلية

2- نظرية عمل الأنفرتر

أهم ما يميز الكهرباء المتردد عن المستمرة أنها تعكس اتجاهها فى الحمل فى زمن نصف دورتها (180)أى (2/T) فلو صممنا نظاما من زوجين من المفاتيح (Push-Button)على هيئة حرف (H)  كما فى الشكل ش(2)     ( S4 ،S1 )- S3)،S2) بحيث كل زوج متزامنا معا قطعا وتوصيلا (on/off) وبطارية كمصدر كهرباء مستمرة  وأجرينا العمليتين الآتيتين بالتتابع :-

1- بالضغط على الزوج الأول S1-S4 يسرى تيار من موجب البطارية إلى S1 المغلق ليمر فى الحمل من  aإلى b فالمفتاح S4 فسالب البطارية

2- بتحرير الزوج الأول S1-4 وكبس الزوج S3-2 يسرى تيار من موجب البطارية إلى S3 المغلق ليمر فى الحمل من  bإلى a فالمفتاح S2 فسالب البطارية

3- من (1) ، (2) حصلنا على تيار فى الحمل مماثل للتيار المتردد المألوف لنا وهوالتأرجح بين اتجاهين كما فى شكل (3)

4- لو أن زمن ال On مساويا لزمن ال Off فى التتابع الزمنى لزوجى المفاتيح تشغيلا وفصلا لحصلنا على موجة مربعة كما بالشكل (3) واقتربنا بالفعل من الموجة الجيبية والتى يتساوى زمنيا فيها النصف الموجب بالنصف السالب

5- يقول قائل أن الموجة المتحصل عليها ذات قيمة فولتية ثابتة  (موجة مربعة) على  عكس ما عهدناه فى الموجة الجيبية ، التى تتصاعد من الصفر إلى قيمة عظمى ثم تتهاوى تدريجيا مرة أخرى إلى صفر قيمة فى نصفى الموجة ، نقول أى الموجة أيا كان شكلها هى عبارة عن محموع عدد لانهائى من الموجات الجيبية (توافقيات) Harmonics لها موجة جيبية أساسيية بقيمة عالية والأخريات بقيم أقل ومضاعفات لتردد الموجة الأساسية (متوالية فورير)، فما عليك إلا أن تستخدم مرشح لحجز وفلترة  التوافقيات للموجة الجيبية الرئيسة من المرور (L.P.F) فتحصل على موجة جيبية نقية أو شبة نقية طبقا لكفاءة المرشح .

6- لو أن زمن التتابع  متغير لحصلنا على موجة متغيرة التردد مثال : لو أن زمن ال on  وزمن ال off  كلاهما ثانية واحدة فإن تردد الموجة الناتجة (1/2sec) إى  0.5Hz ولو أسرعناه ليصبح 0.01sec لحصلنا على موجة ترددها (1/0.02sec) إى 50Hz  هنا الأنفرتر أضاف إمكانية اختيار تردد الموجة وبها نستطيع التحكم فى سرعة المحركات الحثية  (Ns=120F/P) كما سنرى فيما بعد .

7- لو أن زمنى ال (on  Duty cycle) يختلف عن زمن ال Off لزوجى المفاتيح نحصل على موجة بتردد ثابت ولكن بقيمة متوسطة للجهد أو التيار مختلفة وبالتالى يمكن التحكم فى الجهد ش(4)

8- أما وقد استوعبنا فكرة الانفرتر ما علينا إلا أن نترجم شكل (2) إلى دائرة عملية باحلال المفاتيح اليدوية بأخرى إلكترونية ولن نجد أنسب من  سوتش القوى من نوع الترانسستور معزول البوابة IGBT  أو MOSFET الأكثر كفاءة  فمقاومة دخله تتعدى آلاف الجيجا أوم لنحصل على دائرة الانفرتر كما بشكل ش(5) . ونتابع على صفحات المدونة  محاضرات  قادمة لنواصل الرحلة مع الأنفرتر دوائره وتطبيقاته المختلفة .

           

 

 

               

 

 

 

 

اترك رد