для чего используется инверторная технология
Зачем нужны инверторные бытовые приборы?
Содержание
Содержание
Инвертор – функциональный блок, который умеет регулировать уровень выходного напряжения, тем самым плавно управляя частотой вращения электродвигателей в стиральных машинах, в компрессорах холодильников или кондиционеров и так далее. Устройства, которые используют указанные преобразования энергии экономны, тихо работают, компактны. По этой причине производители бытовой техники, промышленного оборудования, профессиональных инструментов все чаще выпускают изделия, в которых используются инверторные технологии.
Техника
В начале 2 000-х годов наладили массовый выпуск микросхем, обеспечивающих преобразование напряжения с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частота напряжения в вашей розетке 50 Гц. Модуль с ШИМ изменяет этот параметр в частоту выше 20 000 Гц. За счет этого в 10 и более раз уменьшились габариты и вес трансформаторов, они стали дешевле. Потребитель получил миниатюрные, легкие зарядные устройства, блоки бесперебойного питания для компьютеров и другой техники. Это были первые изделия для бытовой техники, в которых инженеры использовали инверторные технологии – микросхемы с ШИМ.
В современном оборудовании инверторные блоки применяют все чаще, например:
Хозяин, поставивший у себя дома микроволновку, кондиционер, холодильник и другие бытовые приборы с инверторными технологиями экономит от 15 до 45% электроэнергии. Кроме этого, уменьшаются затраты на блоки бесперебойного питания сети, стабилизацию напряжения, увеличивается срок работы бытовых приборов, котельного и насосного оборудования.
Особенности инверторов
Компрессор – основная деталь кондиционеров, холодильников, систем подачи воздуха в пневмоинструменты. Привычные нам компрессоры работают с паузами. Устройство либо сжимает фреон, либо система обесточена. Каждый пуск сопровождается повышенным расходом энергии.
Компрессор с инверторным блоком работает непрерывно. При этом:
В холодильниках и кондиционерах работают не только компрессор, но и вентиляторы. Использование инверторных технологий относится и к этим элементам техники. Таким образом, эффект экономии достигается за счет непрерывной работы всех движущихся частей.
Инверторные стиральные машины
Чистое белье – стандарт в быту. Инверторная техника для стирки белья обеспечивает привычные нам удобства, потребляя меньше ресурсов.
В стиральной машине с инвертором используется трехфазный двигатель, который обеспечивает:
Стиральные машины с инверторным двигателем намного компактнее привычных нам устройств.
Если учесть совместимость современного оборудования с другими приборами и жителями в доме, то проблем не возникает. Напротив, прогрессивные решения с инверторными технологиями приводят к экономии затрат на электроэнергию, улучшают климатические характеристики в доме, свойства приготовленных блюд. Бытовая техника с ШИМ-регулированием надежна, имеет продолжительный срок службы, не требует дополнительных затрат при подключении.
Инверторные технологии: комфорт и забота о здоровье
Вы еще не знакомы с инверторными технологиями? Тогда начнем с краткого технологического экскурса. Итак, что представляет собой инвертор? Это новая система питания, которая позволяет линейно управлять выходной мощностью. В этом и состоит принципиальное отличие. Управление питанием СВЧ-печей, холодильников и кондиционеров старого поколения производится ступенчато, возможность регулировать мощность плавно отсутствует. Это приводило не только к значительному увеличению расхода электроэнергии, но и к другим неприятным последствиям.
Для лучшего понимания сути технологии можно провести очень удачную, на наш взгляд, автомобильную аналогию. Инверторная технология – это аналог педали газа в автомобиле. Давайте представим себе «неинверторную» машину. Педали газа нет, а есть только одна кнопка, заставляющая автомобиль двигаться с максимальным ускорением. Некий постоянный kickdown, водители поймут. А когда кнопка не нажата– машина резко теряет скорость, т.к. топливо не подается. Представили поездку на таком автомобиле? Страшно? Но есть еще один важный момент – энергопотребление. Тут наша автомобильная аналогия остается справедливой. Движение с максимальным ускорением требует непропорционально большего расхода топлива. Поэтому инверторные СВЧ-печи, кондиционеры и холодильники с применением инверторной технологии более экономичны и совершенны.
Например, в случае микроволновых печей использование устаревших технологий приводило к потере вкуса пищи и питательных веществ. Блюда часто получалась получались сухими и прогретыми неравномерно. Напротив, инверторная технология снижает изменения структуры продукта. Инверторная технология активно используется компанией Panasonic. Достижения этой компании в области инверторных технологий отмечены сертификатами и патентами во многих странах. Таким образом, Panasonic вновь меняет представления о пользе бытовой техники. Отметим, что вскоре вся продукция компании будет оснащена инверторной технологией.
Микроволновая печь Panasonic NN-CS-596
Новая технология используется в микроволновой печи Panasonic NN-CS-596. Эта печь не только выигрывает из-за применения инверторных технологий, но и выглядит очень стильно. Согласитесь, насколько бы современной и технологичной не была печь, вы бы не поставили её себе на кухню. А модель Panasonic NN-CS-596 гармонично впишется в любой интерьер. Кроме этого, она исключительно практична и удобна в использовании.
Также инверторной технологией оснащены и кондиционеры. Кондиционеры с инверторной технологией быстрее достигают зону комфортной температуры, в то время как не инверторные модели, из-за отсутствия возможности гибкого контроля мощности, тратят больше времени на достижения комфортного уровня температуры, а в итоге вскоре вновь становится некомфортно. А инверторный кондиционер не только обеспечивает более быстро охлаждение и обогрев, он также является более экономичным. Инверторной схемой питания оснащен кондиционер Panasonic XE9.
Кондиционеры и микроволновые печи никогда не остаются включенными постоянно. В отличие от холодильников, которые работают круглые сутки. Именно поэтому они очень сильно выигрывают от использования инверторных технологий.
Холодильник Panasonic NR-D511
Применение инверторной технологии позволило оптимизировать работу компрессора в новых холодильниках Panasonic и автоматически устанавливать скорость мотора, необходимую для быстрого достижения требуемой температуры. Работа мотора компрессора на оптимальных скоростях значительно снижает уровень шума (приблизительно в 2 раза) и позволяет сэкономить до 20% электроэнергии.
Еще одной проблемой холодильников являются неприятные запахи и бактерии. Если вы храните в холодильнике такие продукты, как, например копчености или рыбу, наверняка вы сталкивались с тем, что запахи могут остаться в холодильнике. Избавиться от них вам поможет система био-фильтров, надежно защищающих холодильники от бактерий и предотврающих возникновение неприятных запахов. Чтобы устранить их – воспользуйтесь функцией «быстрый освежитель». Неприятный запах исчезнет в течение часа: специальный вентилятор обеспечит прохождение потоков воздуха через дополнительный био-фильтр. Кроме этого, холодильники Panasonic оснащены многоуровневой антибактериальной защитой, включающей в себя специальные воздушные фильтры, дополнительные вентиляторы, антибактериальные кассеты, освежители и ионизаторы.
В каждом отделении холодильника установлены специальные био-фильтры, учитывающие специфику хранения продуктов при температуре именно данного отделения. Совокупность всех этих средств позволяет дольше сохранять свежесть фруктов и овощей, обеспечивать оптимальные условия хранения охлажденных продуктов, продлять сроки их хранения и сохранять в продуктах витамины и полезные вещества.
Так как холодильник работает постоянно, для него очень актуальны две проблемы: это шум и энергопотребление. Здесь вам поможет энергосберегающий режим, использовать его можно во время отпуска или, например, ночью. Холодильник будет работать практически бесшумно, потребляя меньше энергии.
Говоря о новых технологиях, мы сказали, что они всегда вытесняют старые. Причины в каждом случае, конечно, свои. Сейчас у пользователя есть выбор – приобрести технику на основе старых технологий или же выбрать новые прогрессивные решения на основе инверторной технологии от Panasonic.
Инверторная техника – это:
А какую технику использовать у себя дома – решать, в конечном счете, вам.
Инверторная технология изменит представление о бытовой технике
Ваше представление о бытовой технике изменит инверторная технология, которая применяется компанией Panasonic в кондиционерах, СВЧ и холодильниках. Ее применение в бытовой технике позволяет говорить об экологичности бытовых приборов – экономия ресурсов планеты, экономия электроэнергии. Кроме того, техника, созданная на основе инверторной технологии отличается долгой и быстрой (нагрев, охлаждение) работой агрегата, более низким уровнем шума, и заботой о Вашем здоровье.
Что же такое инверторная технология и как она реализуется в бытовых приборах?
«Сердцем» многих бытовых приборов, будь то холодильник, микроволновая печь или кондиционер, является электродвигатель или нагревательный элемент. В отличие от обычной бытовой техники, в продукции компании Panasonic с новой, прогрессивной технологией, электроэнергия подается не прямо от сети, а через специальное устройство — инвертор — преобразующее электрический ток. За счет этого осуществляется плавное регулирование работы электроприборов, тратится меньше электроэнергии и идеальным образом поддерживается экология вашего дома. Блок питания является значительно более компактным и легким. Для сравнения, блок питания обычной микроволновой печи весит 5,3 кг. Вес инверторного блока питания составляет всего 570 граммов.
Непрерывное управление мощностью
Плавная регулировка мощности позволяет не только существенно снизить потребление энергии за счет плавной регулировки мощности, но и обеспечить более быстрое достижение заданной температуры.
В микроволновых печах, например, это означает меньшую потерю влаги и сохранение большего количества питательных веществ. Инверторная технология активно используется компанией Panasonic. Достижения этой компании в области инверторных технологий отмечены сертификатами и патентами во многих странах.
Сохранение структуры продукта
Инверторная технология применяется в СВЧ-печах, кондиционерах и холодильниках Panasonic. Panasonic вновь меняет представления о пользе бытовой техники. Отметим, что вскоре вся продукция компании будет оснащена инверторной технологией.
Одни технологии, разная выгода
Инверторная технология, используемая в NN-CS596, обеспечивает непрерывное, равномерное и бережное тепловое воздействие на продукт. Это позволяет сохранить структуру мяса, рыбы, овощей и других продуктов неизменной и избежать значительных потерь их естественной влаги, как во время приготовления, так и при размораживании. А также – сохранить в них больше витаминов и питательных веществ. Эта печь не только выигрывает из-за применения инверторной схемы питания, но и выглядит очень стильно. Модель Panasonic NN-CS-596 гармонично впишется в любой интерьер. Кроме этого, она исключительно практична и удобна в использовании.
В случае кондиционеров (Panasonic XE9) – это значительная экономия электроэнергии (до 20%). Кроме этого, кондиционеры с инверторной технологией быстрее достигают зону комфортной температуры и поддерживают ее с меньшими колебаниями, в то время как не инверторные модели, из-за отсутствия возможности гибкого управления мощностью, тратят больше времени на достижения комфортного уровня температуры. В результате в помещении не возникает нежелательного переохлаждения или внезапного сквозняка.
Но самую большую выгоду, что особенно актуально в условиях экономического кризиса, вы получите от холодильника с инверторной технологией (Panasonic NR-D511). Холодильник работает постоянно, поэтому вопросы потребления энергии очень важны. Работа мотора компрессора на оптимальных скоростях значительно снижает уровень шума (приблизительно в 2 раза) и позволяет сэкономить до 23% электроэнергии.
Новые прогрессивные решения на основе инверторной технологии от Panasonic заботятся о вашем здоровье и экономят ваши деньги.
К сожалению, еще не все покупатели бытовой техники знают об инверторных технологиях, не все еще успели оценить преимущества такой бытовой техники. Если Вы прогрессивный, заботящийся о своем здоровье и экологии человек, задумайтесь, а Ваша техника инверторная?
Инверторный электрогенератор: идеальная синусоида напряжения
Содержание
Содержание
Инверторные электрогенераторы завоевывают все большую популярность. Оно и понятно — их ассортимент увеличивается, а стоимость приближается к обычным генераторам. Об их преимуществах над классическими наслышаны многие, кто хоть немного интересовался автономными электростанциями. Так в чем же заключаются их достоинства и насколько они хороши на самом деле?
Инверторный электрогенератор — что это?
В основе электрогенераторов положен принцип выработки электрической энергии за счет преобразования механической энергии двигателя внутреннего сгорания в электрическую путем вращения генератора переменного тока — альтернатора.
В бытовых моделях чаще всего применяют синхронные генераторы переменного тока. Генератор состоит из статора и ротора. На статоре расположены обмотки, с которых снимается вырабатываемое генератором переменное напряжение. На роторе же — несколько полюсов с магнитами. Это могут быть как электромагниты, так и постоянные магниты, например, мощные неодимовые. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое пронизывает обмотку статора, в результате чего в последней появляется электродвижущая сила, или, проще говоря, напряжение.
Схема классического электрогенераторабез инверторной технологии
Что же такое инверторные электростанции? Инвертор — это электронное устройство, предназначенное для преобразования постоянного тока в переменный. Таким образом, в инверторных электростанциях выходное переменное напряжение получают не напрямую от генератора переменного тока, а от инверторного преобразователя. Но пытливый читатель, вероятно, заметил, что инвертор преобразует постоянный ток в переменный. А где же его взять, если с обмоток статора снимается переменное напряжение? Все правильно, от генератора переменного тока получается переменное напряжение. Для получения же постоянного напряжения используют выпрямители.
Схема электрогенератора с использованиемнезависимого формирователя выходного напряжения
Если в электростанции отсутствует инверторный преобразователь (далее будем называть такие электростанции классическими), то необходимое напряжение снимается напрямую с обмоток статора.
Зачем же так все усложнять, если можно просто подключить необходимое электрооборудование к обмотке статора генератора переменного тока и завести двигатель. На то есть, как минимум, три веские причины:
Думается, что эти причины стоят того, что бы немного заморочиться. Начнем с самого важного — характеристик переменного напряжения, требуемого для питания электроприборов.
Характеристики переменного напряжения
Какими же характеристиками должен обладать электрический ток, получаемый от автономной электростанции?
Пойдем простым логическим путем — если к электростанции планируется подключать бытовые электроприборы, то электрическое напряжение, получаемое от автономной электростанции, должно иметь те же характеристики, что и напряжение в обычной розетке.
Согласно ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения», основные характеристики напряжения в бытовой электросети должны удовлетворять следующим значениям:
Форма напряжения должна быть синусоидальной с минимальными искажениями. «Качество» синуса определяется уровнем гармонических искажений.
Допустимый уровень гармонических искажений по напряжению не должен превышать 8 %. Зачастую именно искажения формы напряжения, которую выдают автономные электростанции, является причиной плохой работы, а то и вовсе неработоспособности подключаемого электрооборудования.
Синусоидальный сигнал «высокого качества» можно посмотреть на экране осциллографа, подключив его к выходу специального генератора сигналов, который предназначен для тестирования различных устройств.
Синусоидальный сигнал частотой 50 Гц на экране осциллографа Hantek DSO5202P, полученный со специального генератора сигналов
Можно оценить и частотный спектр этого сигнала. Например, используя программу SpectraPlus и звуковую карту Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio SB0790, можно получить вот такой график и значение коэффициента гармоник, которое в данном случае не превышает 0,03 %.
Частотный спектр сигнала, полученного со специального генератора
С точки зрения ценителей хорошего звука данную форму напряжения нельзя назвать идеальной, а вот инженер-электрик наверняка посчитает такую форму напряжения образцовой.
Некоторые электронные приборы и электрооборудование допускают электропитание с худшими характеристиками, чем указано в ГОСТе, но если требуется «универсальный» электрогенератор, к которому можно было бы подключать любые устройства, не задумываясь о последствиях, то характеристики его напряжения должны быть максимально приближены к требованиям ГОСТа.
А что творится в обычной розетке?
Чтобы понимать, о чем идет речь и какие в реальности основные параметры напряжения в бытовой электросети, были проведены их измерения.
Форма напряжения частотой 50 Гц в бытовой электросети
Спектр напряжения в бытовой электросети
По результатам измерений коэффициент гармоник (уровень гармонических искажений) по напряжению в бытовой электросети составил около 3.4 %, что полностью укладывается в требования ГОСТа. Изменения напряжения в течение двух часов не превышали допуски, указанные в ГОСТ.
Изменение напряжения в бытовой электросети в течение двух часов
Изменения частоты напряжения в бытовой электросети минимальны и не превышают 0,05 Гц.
Изменение частоты напряжения в бытовой электросети в течение 1 часа
Такая точность необходима в большей степени для синхронизации промышленных электрогенераторов, установленных на ТЭЦ, ГЭС, АЭС и прочих электростанциях. Для бытовых потребителей электроэнергии такая точность, как правило, избыточна. Поэтому в ГОСТе отдельно указаны допуски на отклонение частоты для автономных систем электроснабжения, значения которых составляют ±5 Гц.
С качеством электрической энергии разобрались, вернемся к электрогенераторам.
Классическая автономная электростанция
Для того, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками, в классической электростанции необходимо выполнить несколько условий.
У синхронных генераторов частота выходного напряжения пропорциональна частоте вращения ротора. Если вращать ротор со скоростью 1500 оборотов в минуту, то на выходе получим напряжение частотой 50 Гц. При этом ротор должен быть двухполюсным, то есть иметь два магнита, закрепленных на противоположных сторонах оси ротора. Для двигателя внутреннего сгорания 1500 об/мин — это оптимальное значение, поэтому ось ротора напрямую соединяется с осью коленчатого вала двигателя. Теперь требуется тщательно следить за оборотами двигателя и поддерживать их на заданном уровне для обеспечения стабильной частоты получаемого переменного напряжения.
Нужную частоту получили, теперь разберемся с напряжением на выходе. Альтернатор, по сути, является источником тока, а не напряжения, поэтому выходное напряжение при условии постоянства оборотов будет зависеть от величины нагрузки. Чем больше нагрузка, тем меньше напряжение.
А еще выходное напряжение зависит от величины вращающегося магнитного поля, которое создают магниты на роторе. Силу магнитного поля можно менять, если установить на роторе электромагниты. Теперь, меняя ток в обмотках электромагнитов, можно регулировать выходное напряжение альтернатора. Так как ротор вращается, то для подачи тока в его обмотки применяют скользящие контакты — щетки. Устройство, которое поддерживает выходное напряжение генератора на уровне 220–230 В путем непрерывной регулировки тока в обмотках ротора, называется автоматическим регулятором напряжения (automatic voltage regulator — AVR). Без AVR синхронные генераторы в автономных электростанциях не применяются. Данные устройства чаще всего устанавливаются в корпусе альтернатора и выглядят примерно так.
Автоматический регулятор напряжения (AVR)
А вот так выглядит типичный альтернатор, установленный на классической автономной электростанции.
Типичный синхронный альтернатор мощностью 2,2 кВт. Сверху со снятой задней крышкой и демонтированным AVR, снизу вид сбоку с ориентировочными размерами
Как видно на фото, конструкция довольно громоздкая. Альтернатор сопоставим по размерам с применяемым двигателем внутреннего сгорания. При частоте выходного напряжения в 50 Гц и используемому принципу поддержания выходного напряжения на должном уровне уменьшить габариты альтернатора практически не возможно.
Характеристики напряжения в классическом электрогенераторе
Форма выходного напряжения классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.
Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт Нагрузка 1700 Вт
Форма выходного напряжения на выходе классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт
Нетрудно заметить, что форма напряжения отличается от «идеальной» синусоиды. Частотные спектры сигналов и значения коэффициента гармоник показаны ниже на графиках.
Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт
При мощностях нагрузки 900 и 1700 Вт коэффициент гармоник превышает требования ГОСТа.
Далее показана зависимость выходного напряжения от величины нагрузки.
Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки
Что интересно, при увеличении нагрузки выходное напряжение генератора даже немного повышается. Это особенности работы AVR. В целом значение выходного напряжения достаточно стабильно. Тут некоторую озабоченность вызывают кратковременные всплески напряжения в моменты подключения нагрузки. Особенно это заметно, если к ненагруженному генератору сразу подключить довольно мощную нагрузку. В данном случае в момент подключении к генератору нагрузки в 1700 Вт сразу наблюдается провал напряжения на 9-10 вольт, затем кратковременный подъем на 11-12 вольт. Это результат работы системы AVR и системы автоматического поддержания оборотов двигателя, которые имеют естественную инерционность и не могут мгновенно производить регулировку.
А вот так меняется частота выходного напряжения при подключении нагрузки разной мощности.
Зависимость частоты выходного напряжения от величины нагрузки
При работе электростанции без нагрузки или при малой нагрузке частота напряжения немного завышена относительно номинального значения (50 Гц), это сделано умышлено, так как при номинальной нагрузке обороты двигателя в любом случае упадут даже при задействованной автоматической регулировке оборотов. А для электрооборудования незначительное повышение частоты питающего напряжения менее вредно, чем ее понижение, в особенности для устройств с трансформаторным питанием. При снижении частоты у трансформаторов увеличивается ток холостого хода, а значит и нагрев.
Как бы то ни было, характеристики напряжения исследуемой классической электростанции вполне удовлетворяют требованиям ГОСТа, за исключением гармонических искажений выходного напряжения. Но для большинства оборудования это вполне допустимо.
Инверторная автономная электростанция
В инверторных электростанциях тоже используется синхронный генератор переменного тока. Но его конструкция отличается от тех, которые используются в классических электростанциях.
Какие же требования предъявляются к генератору переменного тока инверторной электростанции, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками? А требования эти очень лояльные, так как формированием нужных характеристик выходного напряжения занимается инверторный преобразователь, а не альтернатор. В этом и кроется ключевое отличие инверторных электростанций от классических.
Самое интересное заключается в том, что становится не важно, какая частота напряжения будет на выходе альтернатора, так как напряжение будет преобразовано в постоянное, а у него частота как параметр отсутствует в принципе. Это дает возможность применения многополюсного генератора с внешним ротором, обмотки которого работают на повышенной частоте (примерно 400–600 Гц).
Отпадает необходимость в роторе с обмоткой для создания электромагнита. Блок AVR тоже становится лишним. Ведь уровень напряжения, необходимый для питания инвертора можно регулировать, изменяя обороты двигателя. Поэтому на роторе можно установить постоянные магниты. Все эти конструктивные особенности значительно уменьшают размеры и вес альтернатора.
Синхронный многополюсный альтернатор с внешним ротором на постоянных магнитах мощностью 1,25 кВт
Показанная на фото инверторная электростанция имеет в составе два многополюсных генератора переменного тока, которые установлены по обе стороны коленчатого вала. В результате параллельной работы двух альтернаторов номинальная мощность электростанции составляет 2,5 кВт.
А вот так выглядит типичный блок формирователя выходного напряжения, в составе которого установлен выпрямитель и, собственно, инвертор. Размеры данного блока 175х130х80 мм.
Характеристики напряжения инверторного электрогенератора
Форма выходного напряжения инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.
Форма выходного напряжения на выходе инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт
Форма напряжения близка к «идеальной» синусоиде. Измерения коэффициента гармоник показали отличные результаты. Уровень искажений меньше, чем в бытовой электросети и в несколько раз меньше требований ГОСТа.
Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт
Уровень гармоник выходного напряжения инверторной электростанциипри разных величинах нагрузки
Далее показана зависимость выходного напряжения от подключаемой нагрузки.
Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки
При увеличении нагрузки напряжение уменьшается, но незначительно. Наблюдаются провалы напряжения в моменты подключения нагрузки. Более всего это заметно при резком увеличении нагрузки с нуля. Такие провалы объясняются конкретными схемотехническими решениями при разработке инвертора и в разных реализациях могут отличаться по величине.
А вот если посмотреть на график частоты выходного напряжения от нагрузки, то увидим ровненькую горизонтальную линию. При этом нагрузка к генератору подключалась аналогично предыдущему графику. Такие стабильные параметры являются следствием того, что инверторный преобразователь имеет свой собственный задающий электронный генератор, и его частота никак не зависит от оборотов двигателя.
Параметры напряжения инверторной электростанции полностью удовлетворяют требованиям ГОСТа. Отличительной особенностью являются малые гармонические искажения выходного напряжения и высокая стабильность частоты.
В каждой бочке бывает ложка…
Нельзя не отметить одну особенность инвертора, которой пользуются производители, чтобы удешевить его конструкцию. Дело в том, что по определению инвертор — это устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом речь не идет о форме этого переменного напряжения. Синусоидальную форму выходного напряжения чисто технически получить несколько сложнее, чем прямоугольную. В результате некоторые производители устанавливают на свои электростанции инверторы, которые вместо синуса дают прямоугольные импульсы частотой 50 Гц, при этом их ширина и амплитуда подобраны таким образом, что дают среднеквадратическое значение напряжения как раз в 220–230 В. Все это называют ступенчатой аппроксимацией синусоиды. Ниже показана форма выходного напряжения инверторной электростанции с выходным напряжением в виде как раз той самой ступенчатой аппроксимации.
Форма выходного напряжения инверторной электростанции со ступенчатой аппроксимацией синусоиды
Да, некоторое оборудование вполне сносно переваривает такую форму напряжения, но называть такую электростанцию универсальной для питания любого электрооборудования было бы опрометчиво. Сложно гарантировать стабильную и безотказную работу оборудования, подключенного к такому электрогенератору. Либо надо знать, что подключаемое оборудование допускает работу от напряжения такой формы.
К сожалению, производители зачастую умалчивают об этом параметре, но зато громко заявляют, если их изделие выдает «чистый» синус.
Что в итоге?
Основным преимуществом инверторных электростанций является малый вес и габариты. В среднем инверторная электростанция в 1,5-2 раза легче и меньше классической. Такие показатели удалось достичь благодаря применению многополюсного генератора переменного тока с внешним ротором на постоянных магнитах и работающего на повышенной частоте. А применяется такой генератор как раз из-за независимого формирователя выходного напряжения — инвертора. Ко всему прочему все эти технические решения увеличивают КПД электрогенератора, что уменьшает потребление горючего двигателем.
Что касается качества выходного напряжения, то тут неоспоримым преимуществом инвертора по сравнению с классической электростанцией является низкий уровень искажений формы выходного напряжения. На выходе практически идеальная синусоида (если, конечно, не попался инвертор с аппроксимацией). Тоже можно сказать и о стабильности частоты. Такие параметры позволяют использовать инверторную электростанцию для питания любого оборудования, не опасаясь негативных последствий.
Стабильность напряжения инверторной электростанции ничем не выделяется на фоне этого же параметра классического электрогенератора. И у того, и другого устройства этот параметр находится на должном уровне и зависит от применяемых решений при разработке и изготовлении AVR или инвертора.