İnverter nedir? Nasıl çalışır?

İnverter nedir?

Doğru akımı, alternatif akıma dönüştüren ve aynı zamanda frekans ve gerilim düzeylerini ayarlayan elektronik ekipmanlara inverter denir. Elektronik terminolojisinde invertör, güç dönüştürücü ya da evirici olarak adlandırılabilir.

İnverter ne işe yarar?

Alternatif akım bize bıraktığı Nikola Tesla’nın en büyük miraslarından birisidir. Evlerimizde, ofislerimizde hep alternatif akımı kullanırız. Bazen alternatif akımın ve doğu akımın birbirleri arasında dönüştürülmesi gerekmektedir. AC’yi DC’ye dönüştüren diyot tabanlı cihazlara biz doğrultucu veya redresör diyoruz. DC’yi AC’ye dönüştüren cihazlar ise inverterlerdir. Yani inverterler, redresörün tam tersi işi yapan cihazlardır.

İnverter çalışma prensibi

Basitçe şöyle anlatalım:

Diyelim ki elinizde bir el feneri var ve fenere takılı halde bir DC piliniz mevcut. Akım adeta bir yarış arabası gibi bir tur atacak ve bir yönde devreyi tamamlayıp ışık almamızı sağlayacaktır. Pili ters çevirdiğinizde de el fenerini çalıştıracağını varsayarsak bu kez değişen tek şey akımın yönü olacaktır. Yani yarış arabası ter yönde tur atacaktır ve ışıkta bir değişiklik olmayacaktır.

İnanılmaz hızlı ellere sahip olduğunuzu ve saniyede 50-60 kez pili yerinden çıkarıp yönünü değiştirebildiğinizi düşünelim. Eğer bunu yapabilirseniz elleriniz adeta bir inverter gibi davranır ve pilin DC’sini AC’ye çevirmiş olursunuz.

Tabii ki inverter yukarıda anlattığımız kadar basit çalışmıyor. Şimdi biraz daha teknik detaya girelim:

İnverter temel devresinde bir osilatör, kontrol devresi, güç cihazları için tahrik devresi, anahtarlama cihazları ve bir transformatör bulunur. DC’nin AC’ye dönüştürülmesi sürekli olarak açılıp kapatılan anahtarlama cihazları kullanılarak yapılır ve daha sonra transformatör kullanılarak hızlandırılır.

DC giriş gerilimi, Mosfetler veya güç transistörleri gibi güç cihazları ve transformatörün primer tarafına beslenen darbeler tarafından açılır ve kapatılır. Primerdeki değişken gerilim, sekonder sargıda alternatif bir gerilim indükler. Transformatör ayrıca, çıkış gerilimini dönüş oranıyla belirlenen bir oranda artıran bir amplifikatör olarak çalışır. Çoğu durumda, çıkış gerilimi piller tarafından sağlanan standart 12 volttan 120 Volt veya 240 volt AC mertebelerine yükseltilir.

Çok daha detaylı ve teknik bir anlatım için aşağıdaki videoya da göz atabilirsiniz:

İnverter dalga formları

İnverterler, çıkış dalga formlarına göre, kare dalgalı, tam sinüs dalgalı ve modifiye sinüs dalgalı olarak 3 şekilde sınıflandırılırlar.

Kare dalga basit ve daha ucuzdur, ancak diğer ikisine kıyasla düşük güç kalitesine sahiptir. Modifiye kare dalga daha iyi bir güç kalitesi (THD ~% 45) sağlar ve çoğu elektronik ekipman için uygundur. Bunlar, pozitif yarım döngü ile negatif yarım döngü (THD yaklaşık% 24) arasında ölü noktalara sahip dikdörtgen pulslara sahiptir.

Tam sinüs dalgası invertörü, en düşük THD yaklaşık % 3 ile en iyi dalga formuna sahiptir. Bununla birlikte, en pahalı olanıdır ve tıbbi ekipman, stereo, lazer yazıcı ve sinüzoidal dalga formu gerektiren diğer uygulamalarda kullanılır. Bunlar ayrıca şebeke bağları invertörlerinde ve şebekeye bağlı ekipmanlarda kullanılır.

Özetle tam bir sinüs şekli elde etmek istiyorsanız tam sinüs dalgalı inverterler kullanmalısınız. Diğer inverterler ile kare dalga şeklinde bir alternatif akım elde edersiniz. Aynı zamanda daha verimsiz ve daha çok ısınan inverter tipleridir bunlar. Kare dalga invertör (modifiye sinüs invertör), aydınlanma ve ısınma gibi düşük hassasiyetli işler için uygundur.

İnverter nerelerde kullanılır?

İnvertörün kullanım amacı; sistemdeki kesintileri, dalgalanmaları, dengesizlikleri, harmonikleri  önlenerek sistemin daha verimli çalışmasını sağlamaktadır. Şebekeden gelen gerilim dalgalanmalarını, pikleri, fitre devresinden geçirerek temizleyen inverterler motor mekanik hatalarını azaltır; tamir, bakım maliyetlerini en aza indirir ve cihazların ömürlerini uzatır.

Kesintisiz güç kaynaklarında, primer anahtarlamalı güç kaynaklarında

Güneş enerjisi sistemlerinde

Anahtarlamalı güç kaynağının yapı taşı olarak

Elektrikli araçlarda

Motor hız kontrolü devrelerinde…

inverterlere rastlamak mümkündür.

Kaynaklar:

Kaynak-1

Kaynak-2