نیروگاه‌های برق آبی

  مبدل‌های قدرت با توجه به ورودی و خروجی به 4 نوع تقسیم می‌شوند:

1-     مبدل   AC – DC(یکسوکننده‌ها)

2-     مبدل  DC – DC( کانورتر ولتاژ یا جریان ، DC Chopper  ، Buck/Boost Converter )

3-     مبدل   AC – AC(سیکلوکانورتر ، تغییر دهنده‌ی فرکانس ، Power Controller )

4-     مبدل  DC – AC(اینورتر)

     کاربرد این مبدل‌ها در سیستم‌های قدرت و تغییر و یا کنترل یک یا چندین مشخصه مانند فرکانس، ولتاژ، تعداد فاز، توان راکتیو و کیفیت توان بار می‌باشد. یکی از این مبدل‌ها اینورتر است که ولتاژ DC را به AC تبدیل می‌کند. اینورترها می‌توانند به صورت مکانیکی یا الکترونیکی باشند. نوع مکانیکی آن یک موتور- ژنراتور ابتدایی است که شامل یک موتور DC و یک ژنراتور AC  می‌باشد. این نوع اینورترها مدت کمی استفاده شدند. امروزه اینورترهای الکترونیکی کاربردهای وسیعی در صنایع دارند. این اینورترها در گستره‌ی وسیعی استفاده می‌شوند از منبع تغذیه‌های کوچک کامپیوتر گرفته تا صنایع بزرگ با توان بالا. اینورترهای الکترونیکی را می‌توان با نوع شکل موج خروجی، نوع سوییچ، تکنولوژی سوییچینگ و فرکانس، دسته‌بندی کرد. انواع شکل موج خروجی AC عبارت است از خروجی موج مربعی(Square Wave)، موج سینوسی تغییر یافته(Modified Sine Wave) و موج سینوسی خالص(Pure Sine Wave). نوع سوییچ‌ها در قدیم به صورت رله‌های مکانیکی بودند ولی امروزه در اینورترها از نیمه هادی‌ها (ترانزیستور) استفاده می‌شود. SCR (Silicon Controlled Rectifiers) ها اولین نیمه هادی‌هایی بودند که مورد استفاده قرار گرفتند و بعد ترانزیستورهای دارلینگتون که دارای معایبی در سوییچینگ هم بودند. MOSFET  ها (Metal Oxide Semi-conducting Field Effect Transistor) مشکلات سوییچینگ را حل کردند. FET ها مزایایی از قبیل مقاومت کم و قابلیت هدایت جریان بالا را دارند. امروزه از ترانزیستورهای IGBT (Insulated Gate Bi-polar Transistor) که دارای قدرت بیشتر و تلفات کمتری هستند در سوییچینگ استفاده می‌شود.

    به‌طور کلی دو نوع تکنولوژی سوییچینگ وجود دارد. نوع پوش‌پول(Push-Pull) و پل(H-Bridge). در نوع پوش‌پول از یک ترانسفورماتور سر وسط‌دار و دو ترانزیستور سوییچ که به سیم‌پیچ ترانسفورمری مانند شکل 1 متصلند تشکیل شده است. این نوع مدارها برای اینورترهای موج مربعی مناسب هستند.

شکل1 – تکنولوژی سوئیچینگ نوع پوش پول

     در نوع دوم یعنی مدار پل، از چهار ترانزیستور سوییچینگ که دو به دو روشن و خاموش می‌شوند استفاده شده است. ترانزیستورهای نوع FET و IGBT با راندمان بالایی که دارند برای اینورترهای موج سینوسی، سینوسی تغییر یافته و اینورترهای فرکانس بالا و پایین در مدار پل استفاده می‌شوند. در شکل 2 مدار پل نشان داده شده است.

شکل 2- تکنولوژی سوئیچینگ نوع پل

تهیه شده توسط : سروش