Co to jest falownik?

Falownik to urządzenie przetwarzające energię prądu stałego (znaną również jako prąd stały) na standardową energię prądu przemiennego (prąd przemienny). Falowniki służą do sterowania urządzeniami elektrycznymi pochodzącymi z energii wytwarzanej z akumulatora samochodowego lub łodziowego lub z odnawialnych źródeł energii, takich jak panele słoneczne lub turbiny wiatrowe. Baterie gromadzą energię prądu stałego, a większość prądu elektrycznego potrzebuje do pracy, dlatego falownik jest niezbędny do przekształcenia energii w użyteczną formę. Na przykład, gdy telefon komórkowy jest podłączony do zapalniczki samochodowej w celu naładowania, dostarcza prąd stały; musi to zostać przekonwertowane na wymagany prąd przemienny przez falownik, aby naładować telefon.

Jak działają falowniki

Moc prądu stałego jest stała i ciągła, a ładunek elektryczny płynie tylko w jednym kierunku. Gdy moc wyjściowa prądu stałego zostanie przedstawiona na wykresie, wynikiem będzie linia prosta. Z drugiej strony, prąd przemienny płynie tam iz powrotem w naprzemiennych kierunkach, tak że przedstawiony na wykresie wygląda jak fala sinusoidalna o gładkich i regularnych szczytach i dolinach. Falownik wykorzystuje obwody elektroniczne, aby spowodować zmianę kierunku przepływu prądu stałego, dzięki czemu zmienia się on jak prąd przemienny. Oscylacje te są szorstkie i mają tendencję do tworzenia fali kwadratowej, a nie zaokrąglonej, więc filtry są potrzebne do wygładzenia fali, umożliwiając jej wykorzystanie przez większą liczbę urządzeń elektronicznych.

Większość urządzeń elektronicznych wymaga do prawidłowego działania zasilania prądem przemiennym, ponieważ zostały zaprojektowane do podłączenia do standardowego gniazdka ściennego, które zapewnia zasilanie prądem przemiennym. Urządzenia te wymagają określonej ilości niskiego, regulowanego napięcia, aby mogły działać. Zasilanie prądem przemiennym jest łatwiejsze do zwiększania lub zmniejszania lub zmiany jednego napięcia na inne niż prądu stałego i łatwiejsze do regulacji. W wielu przypadkach, gdy używany jest falownik, moc prądu stałego jest przekształcana w energię prądu przemiennego, która jest następnie zmniejszana i przekształcana z powrotem w energię prądu stałego wewnątrz urządzenia.

Rodzaje falowników

Większość współczesnych przetwornic mocy wytwarza albo zmodyfikowane fale kwadratowe (lub zmodyfikowane sinusoidy), albo fale czysto sinusoidalne (lub sinusoidy prawdziwe). Zmodyfikowane falowniki z falą kwadratową nie zapewniają gładkich szczytów i dolin, które zapewnia zasilanie prądem przemiennym z domowego gniazdka elektrycznego, ale mogą zapewnić moc, która jest spójna i wystarczająco wydajna, aby uruchomić większość urządzeń. Ten typ falownika jest stosunkowo tani i prawdopodobnie najpopularniejszy.

Falowniki z czystą sinusoidą są najdroższe, ale zapewniają również najbardziej płynną i najbardziej równomierną moc wyjściową fali. Każde urządzenie będzie działało na czystej fali sinusoidalnej, ale niektóre wrażliwe urządzenia, takie jak niektóre urządzenia medyczne i narzędzia o zmiennej prędkości lub akumulatory, wymagają prawidłowego działania tego typu falowników. Na przykład radia działają lepiej z przetwornicami fal sinusoidalnych, ponieważ mniej gładkie fale zmodyfikowanego falownika prostokątnego zakłócają odbiór radia, powodując zakłócenia statyczne i inne.

Zastosowania falownika

Podstawowe falowniki to często małe, prostokątne urządzenia, które podłącza się bezpośrednio do zapalniczki lub gniazda prądu stałego na desce rozdzielczej samochodu lub innego pojazdu. Falownik tej wielkości zwykle wystarcza do uruchomienia laptopa, małego telewizora, przenośnego odtwarzacza DVD lub podobnego sprzętu. Urządzenia te nie pobierają dużej mocy i można z nich korzystać w sposób ciągły podczas jazdy pojazdu; mogą być używane nawet przez pół godziny do godziny, gdy silnik jest wyłączony, na przykład podczas biwakowania lub podczas przerwy w dostawie prądu w domu.

Inne falowniki są wyposażone w zworkowe kable, dzięki czemu można je podłączyć bezpośrednio do akumulatora. Ten typ jest wymagany do obsługi bardziej wydajnego sprzętu, takiego jak elektronarzędzia w zdalnym miejscu pracy lub większym telewizorze. Falowniki można również podłączyć na stałe do akumulatora, aby ułatwić korzystanie z większych urządzeń.

Większe falowniki służą do przekształcania energii słonecznej lub wiatrowej w prąd przemienny, który można wykorzystać w domu. To urządzenie, nazywane falownikiem sieciowym, łączy się z siecią elektroenergetyczną, aby umożliwić dostarczanie energii wzdłuż tych samych przewodów, które dostarczają energię z sieci elektrycznej. Pozwala nawet na doprowadzenie nadwyżki energii z powrotem do sieci, gdzie można ją sprzedać firmie użyteczności publicznej.

Pojemność falownika

Różne modele przetwornic mocy różnią się ilością watów mocy, jaką mogą dostarczyć. Wydajność falownika powinna być równa całkowitej liczbie watów wymaganej przez każde urządzenie, plus co najmniej 50% dodatku, aby uwzględnić szczytowe lub skokowe pobory mocy. Na przykład, jeśli odtwarzacz DVD pobiera 100 watów, a mały telewizor kolejne 100 watów, zalecany jest falownik o mocy co najmniej 300 W. Uzyskanie falownika o większej pojemności niż to, co jest natychmiast potrzebne, jest dobrym pomysłem dla wielu osób, ponieważ oznacza, że ​​można dodawać różne lub nowe urządzenia bez potrzeby korzystania z nowego falownika.

Bezpieczeństwo

W przypadku ciągłego używania falownika wewnątrz pojazdu, który nie jest włączony, silnik należy uruchamiać co najmniej raz na godzinę na 10–15 minut, aby zapobiec rozładowaniu akumulatora. Pojazdu nigdy nie należy uruchamiać w zamkniętym garażu, ponieważ tlenek węgla w spalinach jest śmiertelny.

Falowników należy używać wyłącznie z akumulatorami, które są w dobrym stanie i są w pełni naładowane. Słaby akumulator zostanie łatwo rozładowany, jeśli zapotrzebowanie będzie zbyt duże. Jeśli jest używany w samochodzie, może pozostawić kierowcę na miejscu, dlatego przed użyciem falownika w pojeździe stacjonarnym należy sprawdzić stan akumulatora. Jeśli falownik jest używany podczas jazdy pojazdu, tak jak w przypadku podróży, nie powinno być problemu z dodatkowym poborem, dopóki akumulator jest w dobrym stanie.

Praca z dużymi akumulatorami może być niebezpieczna, a jeśli nie zostanie wykonana prawidłowo, może spowodować poważne obrażenia. Niewłaściwe użycie falownika może nawet doprowadzić do porażenia prądem. Ze względów bezpieczeństwa osoba próbująca podłączyć falownik bezpośrednio do akumulatora powinna przeczytać i przestrzegać wszelkich środków ostrożności wymienionych w instrukcji obsługi falownika.

Ważne jest, aby ludzie zawsze używali falownika, który jest wystarczająco wysoko oceniony dla urządzenia, które musi być uruchomione. Na przykład, jeśli do zapalniczki zostanie podłączona ciężka piła mechaniczna, lekki falownik może się przegrzać i spowodować pożar na desce rozdzielczej. Należy unikać adapterów, które pozwalają na większą liczbę wyjść niż przewidziana jest dla urządzenia, i wymagana jest odpowiednia wentylacja wokół falownika, aby zapobiec przegrzaniu.