İnverterler; ac makinelerin sürülmesinde (beslenmesinde), regüle (ayarlı) gerilim ve frekanslı güç kaynaklarında, kesintisiz güç kaynaklarında (KGK veya UPS), endüksiyonla ısıtmada, ultrasonik dalga üretiminde, aktif güç şebeke filtreleri ve buna benzer uygulama alanlarında yaygın olarak kullanılırlar. Endüstride yüksek frekanslı devreler olarak bilinen ve son yıllarda kullanımı yaygınlaşan dönüştürücü türüdür.
Giriş tarafında ciddi dalgalanmalar ve çıkış tarafında ciddi harmonikler oluşabilir. Ancak, bu dalgalanmalar kolayca düzeltilebilir. Zorlamalı komütasyonludur. Genel olarak, yüksek güç ve düşük frekanslarda SCR, orta güç ve orta frekanslarda BJT, düşük güç ve yüksek frekanslarda MOSFET, kullanılır. IGBT ise, ortanın üzerindeki güç ve frekanslarda kullanılır. Elektriksel bir güç dönüştürme elemanı olarak tanımlanabilen inverter, güç dönüştürücü ya da evirici, günümüzde bilgisayarlarda kullanılan küçük güç kaynaklarından elektrik dağıtım sistemlerine güç veren büyük sistemlere kadar birçok farklı alanda kullanılmaktadır.
İnverter istenilen gerilim, güç veya frekans değerlerinde AC akım elde edilmesini sağlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretmek için güneş panellerinde, rüzgâr türbinlerinde; araba, tekne ya da kamp alanı gibi mobil ortamlarda çalıştırılabilmesi için televizyonlarda, aydınlatma lambalarında inverter kullanılmaktadır. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının yararları konusundaki çalışmalar ile bu sistemlere duyulan ihtiyacın ve talebin artması sonucu rüzgâr, güneş enerji sistemlerinden elde edilen enerjinin kullanıma uygun hale getirilmesi için daha kaliteli ve stabil çalışan, daha fazla özelliğe sahip inverter çeşitleri üretilmektedir.
Mikroişlemci veya düşük voltaj kontrollü, alarma ve uyarı çıkışlarına sahip, aşırı yük korumalı, statik regülasyona sahip cihazlar üreticiler tarafından piyasaya sunulmaktadır. Kalkış akımları olmadığı için şebekeye zarar vermeyen cihazlar minimum ve maksimum aralıklarda çalışırlar. İnverter geliştirilme amacı tasarruf sağlamaktır. Şebekeden gelen gerilim dalgalanmalarını, pikleri, fitre devresinden geçirerek temizleyen invertör cihazı bu etkilerden kaynaklanan motor, mekanik aksam hatalarını azaltır; bu parçaların tamir, bakım maliyetlerini en aza indirir ve ömürlerini uzatır. Ayrıca inverter reaktif enerjiyi azaltarak tasarruf sağlanmasına imkân verir.
İnvertör Çeşitleri:
220 Volt AC çıkış veren kare dalga ve tam sinüs olmak üzere 2 çeşit inverter bulunmaktadır. Modifiye sinüs olarak da bilinen kare dalga inverter maksimum güç noktası takibi(MPPT) adı verilen bir algoritmaya sahiptir. Maksimum verim elde etmek için geliştirilen bu algoritma sistemdeki mevcut yük üzerinden hesaplamalarını otomatik olarak gerçekleştirmektedir. Modifiye invertörler, saf sinüs şeklinde elektrik çıkışı vermediği için buzdolabı, çamaşır makinası, hassas elektronik cihazlar vb. cihazların bozulmalarına neden olabilirler. Eğer invertör (evirici) bu tarz hassas yüklerin beslenmesinde kullanılacak ise kesinlikle saf sinüs invertör tercih edilmelidir.
Kare dalga inverter (modifiye sinüs inverter), aydınlanma ve ısınma gibi düşük hassasiyetli işler için uygundur. Motorlu yüklerde problemsiz çalışan tam sinüs inverter ağır yükler için uygunluğu, başlangıç akımı yüksek yükler için yüksek demeraj kabiliyeti nedeni ile avantajlıdır. Tam sinüs inverter, gelen voltaj ve frekansları tam sinüs dalga olarak ayarlar. Çalışma frekansları 50/60 Hz, verimleri ise %89 ila %94 arasındadır. Şebekede kullanılan dalga şekli tam sinüstür. Aslında tam anlamıyla saf bir sinüs dalgası mevcut değildir. Çeşitli kayıplar ve harmonikler dolayısıyla ancak teorik olarak şebeke elektriği dendiğinde akla tam sinüs dalga şekli gelir.
Temel Özellikleri:
- Kontrolün lineer olduğu kabul edilir.
- Yaygın olarakAC PWM Yöntemiile kontrol sağlanır.
- Çıkış gerilimi efektif olarak kontrol edilir.
- Yüksek frekanslıdevreler olarak bilinir.
DC-AC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri
Ud : Girişteki DC kaynak gerilimi
Uç : Çıkıştaki AC efektif faz gerilimi Uç = f (md) veya Uç = f (ma)
md : Modülasyon Doluluk Oranı
ma : Modülasyon Genlik Oranı
mk : Modülasyon Katsayısı
mf : Modülasyon Frekans Oranı
DC-AC Dönüştürücülerin Genel Olarak Sınıflandırılması
DC-AC dönüştürücüler,
Besleme kaynağı açısından,
a) Gerilim Kaynaklı İnverterler
b) Akım Kaynaklı İnverterler
Faz sayısına göre,
a) Tek Fazlı İnverterler
b) Üç Fazlı İnverterler
Kontrol açısından,
a) Kare Dalga İnverterler
b) Boşluklu (Kısmi) Kare Dalga İnverterler
c) PWM İnverterler
İletim süresine göre,
a) 1800 iletimli inverterler
b) 1200 iletimli inverterler
Tek fazlı inverterler,
Devre yapısına göre,
a) Yarım Köprü İnverterler
b) Tam Köprü İnverterler
c) Push-Pull İnverterler
olmak üzere sınıflandırılmaktadır. Gerilim kaynaklı ve PWM inverterler, endüstride daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Bu inverter sadece 2 transistörve 2 diyot ile gerçekleştirilir.
- Devre yapısı basit ve ucuzdur. Ancak, orta uçlu bir gerilim kaynağı gerektirir.
- Böyle bir kaynak pratik olarak pek mümkün olmadığından, bazı özel endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır.
- Elamanlar Ud gerilimine maruz kalır.
Genel Olarak İnverterlerde
- Enerji akışı,tristörleriletimde iken DC kaynaktan AC yüke doğru ve diyotlar iletimde iken AC yükten DC kaynağa doğrudur.
- Çıkıştagerilim ve akım ile enerji 2 yönlü olabilmektedir. Böylece, inverterler 4 bölgeliolarak çalışabilmektedir.
- Bir peryot içerisinde,ortalama enerji akışı DC kaynaktan AC yüke doğru ise devrenin inverter modunda, enerji akışı AC yükten DC kaynağa doğru ise doğrultucu modunda çalıştığı anlaşılır.
