איך עובד ממיר מתח DC ל AC?

תוֹכֶן

• מהם זרם זרם חילופין וזרם ישר?
• ממיר DC-AC מכאני פשוט
• ממירים משתמשים ברכיבי מעגל כדי לשנות את הכיוון הנוכחי
• עוד דבר אחד: השנאי

נניח שהכוח פועל וכל מה שיש לך זה סוללת רכב 12 וולט. האם אתה יכול להשתמש בו להפעלת המקרר שלך כך שהאוכל לא ישתבש? למרבה הצער התשובה היא לא, מכיוון שאתה מפספס משהו חשוב ולא דיברת רק על שקע לתקע. אתה זקוק למכשיר שעתיד להמיר את מתח DC מהסוללה לכוח AC שיכול להפעיל את מדחס המקררים.

ממיר DC ל- AC זה נקרא ממיר מתח. זה קל למדי להמיר זרם AC ל DC - כל שעליך לעשות הוא להזין את הזרם דרך דיודה, שמעבירה זרם רק בכיוון אחד. ההמרה מ- DC ל- AC מורכבת יותר, מכיוון שאתה זקוק למתנד כלשהו ההופך את הכיוון הנוכחי בתדר שאתה זקוק לו. יש דרך לעשות זאת באופן מכני, אך רוב הממירים מסתמכים על נגדים, קבלים, טרנזיסטורים ומכשירי מעגל אחרים.

מהפך זקוק לדבר נוסף אחד: דרך לשנות את המתח של המקור הנוכחי לשימוש המכשיר שישתמש בכוח. במילים אחרות, הוא צריך א שנאי. לדוגמה, אם אתה מפעיל את המקרר שלך 120 וולט עם סוללה של 12 וולט, המהפך זקוק לשנאי מדרגה שמעלה את המתח פי 10. מכיוון שהוא עובד רק עם זרם AC, השנאי נכנס למעגל אחרי הרכיבים המשנים את הזרם מ DC ל AC.

מהם זרם זרם חילופין וזרם ישר?

רוב האנשים לומדים על זרם DC בהיכרותם עם חשמל, והדרך הטובה ביותר לדמיין זאת היא לחשוב על סוללה. אם אתה מחבר את מסופי הסוללה באמצעות חוט מוליך, אלקטרונים זורמים מהמסוף השלילי לקודם, בדומה לנמלים העוקבים זה אחר זה בזמן שהם אוכלים.

אם אתה מניח עומס כמו אור במעגל, האלקטרונים זורמים בעומס ועושים עבודה בדרך למסוף החיובי. במקרה של נורה, העבודה היא לחמם את הנימה כך שהיא תבריק.

במקום לזרום לכיוון בודד, זרם זרם חילופין הופך את הכיוון פעמים רבות בשנייה וזה בגלל האופן בו הוא נוצר. עושה שימוש באינדוקציה אלקטרומגנטית, תופעה לפיה שדה מגנטי משתנה מייצר זרם חשמלי בחוט מוליך, גנרטור AC מייצר חשמל עם רוטור מסתובב וסליל של חוט מוליך. בגירסה אחת הרוטור הוא מגנט קבוע, וככל שהוא מסתובב הוא מייצר זרם בסליל שמשנה כיוון עם כל חצי סיבוב של הרוטור.

זרם זרם חילופין אינו עובר דרך החוט באותה צורה שעושה זרם זרם ישר. הדרך הטובה ביותר לחשוב על זה היא כאילו האלקטרונים בחוט רוטטים במקום. במהלך הסיבוב הראשון של הרוטור, אלקטרונים נעים בכיוון אחד, ובמהלך הסיבוב של המחצית השנייה הם נעים לכיוון השני.

אם אתה מתווה תנועה של אלקטרון בודד לעומת זמן, הוא יפיק צורת גל המכונה גל סינוס. תדירות הגל נשלטת על ידי מהירות הסיבוב של רוטור הגנרטור.

ממיר DC-AC מכאני פשוט

התקן שיכול לשנות זרם זרם חילופין חייב להיות מסוגל לכבות את הזרם בכיוון אחד וזה בכיוון השני, ואז להפוך את התהליך במרווחי זמן קבועים. דרך לעשות זאת תהיה למקם גלגל מסתובב בין זוג מסופים ולסדר את המגעים כך שהגלגל יחליף את חיבורי הסוללה בכל סיבוב. הזרם היה זורם כיוון אחד כשהגלגל היה בנקודת ההתחלה שלו ובכיוון ההפוך כשהגלגל הסתובב 180 מעלות.

התקנה גסה כזו תייצר זרם של הכל או כלום לכל כיוון, ואם תרשים את התנועה של אלקטרון במעגל, היית מקבל מה שמכונה גל מרובע. זה לא יהיה מהפך כוח טוב לבית. הזרם עשוי להיות מסוגל לבצע משימות פשוטות, כמו למשל להפוך את גוף החימום לזוהר, אך הוא לא יעבוד עבור ציוד אלקטרוני רגיש. יתר על כן, תצטרך דרך מדויקת לשלוט על סיבוב הגלגל בכדי להפוך את עוצמת זרם החילוץ המתקבלת לשימושית.

ממירים משתמשים ברכיבי מעגל כדי לשנות את הכיוון הנוכחי

במקום גלגלים מסתובבים, הממירים המסחריים משתמשים ברכיבי מעגל כמו קבלים, נגדים וטרנזיסטורים. סכמטי מהפך DC ל- AC נפוץ מציג מעגלים מקבילים עם טרנזיסטורים בסדרה עם נגדים ומעגלים צולבים עם קבלים וטרנזיסטורי כוח, או MOSFETs (טרנזיסטורים אפקט שדה מוליכים למחצה מתכת). סוג אחר מעסיק א מתנד גשר וינהאשר בנוי עם נגדים וקבלים.

שני הממירים המתוארים לעיל הם מהפך גל סינוס טהור (PSW)s, והאות שהם מפיקים יכול לשמש את כל המכשירים האלקטרוניים. אם אתם מחפשים מהפך חשמל לבית, אתם צריכים מהפך PSW, מכיוון שהוא יעבוד עם הרכיבים האלקטרוניים בכיריים, מייבש, מכונת כביסה ומכשירים אחרים.

הסוג האחר של ממיר DC ל AC הוא מהפך גל סינוס שונה (MSW). היא מעסיקה רכיבים זולים יותר, כמו דיודות ותיריסטורים, הדומים לטרנזיסטורים. האות מממיר MSW הוא כמו גל מרובע עם פינותיו מעוגלות מעט, ובעוד שהוא יכול להניע מכשירים גדולים, הוא אינו מתאים לציוד אלקטרוני. זה יהיה מהפך הכוח הטוב ביותר לרכב, מה שהופך את הסוללה לזמינה לכלי חשמל וציוד לתיקון רכב.

עוד דבר אחד: השנאי

גם אם אתה ממיר את האות ממקור מתח DC, כמו סוללה או פאנל סולארי, לחשמל, המתח לא יהיה גדול מספיק כדי להניע מכשיר 120 וולט. למרבה המזל, קל להעלות את מתח AC. כל מה שאתה צריך זה א שנאי, הפועל גם על העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית.

פעולת השנאי היא פשוטה. שני סלילים מוליכים מונחים זה לצד זה - או אחד בתוך השני - והזרם שעובר דרך סליל אחד, המכונה הסליל הראשוני, משרה זרם בשני, שהוא הסליל המשני. יחס הזרמים בשני הסלילים כמו גם מתחים שלהם נשלט על ידי ההבדל במספר הסיבובים בסלילים.

אם לסליל המשני יש יותר סיבובים מהראשון, השנאי יעלה את המתח בכמות השווה למספר הסיבובים בסליל המשני המחולק במספר הפניות בסליל הראשוני.

אתה יכול לתכנן מהפך שיספק כל מתח שתרצה, אך אם אתה רוצה ממיר מתח זרם זרם חילופין שיהפוך את סוללת המכונית שלך 12 וולט למקור מתח של 120 וולט לביתך, עליך לעשות את היחס בין הראשוני לשני 1 עד 10. לשנאי מהפך מסחריים יש מאות סיבובים, והחוטים מייצרים חום התנגדות, ולכן המהפך זקוק לסנפירים - ואולי גם מאוורר - בכדי לשמור על קור רוח. יתר על כן, הסלילים מתפתלים לעיתים סביב ליבת מוצקה כדי ליצור אינדוקציה יעילה יותר, וזה יכול להפוך את המהפך לכבד מאוד.