تاریخچه اینورتر

یکی از مهم‌ ترین نبردهای قرن نوزدهم، نه مربوط به زمین و نه منابع بود بلکه برای تصمیم‌گیری نوع برق برای ورود به ساختمان‌ها بود. در اواخر دهه ۱۸۰۰، دانشمند پیشگام برق آمریکا، توماس ادیسون (۱۹۳۱ – ۱۸۴۷) خواست نشان دهد جریان مستقیم (DC) راهی بهتر برای تامین انرژی الکتریکی از جریان متناوب (AC) است، سیستمی که از آن حمایت می‌شد. رقیب نامدار وی، نیکولا تسلا (۱۹۱۹-۱۹۴۶) بود.کشمکش های زیادی میان این دو نظریه اتفاق افتاد اما در نهایت این تسا بود که توانست پیروزی را کسب کرده و سیستم خود را در جهان اجرا کند.از آن زمان تا کنون جهان بر روی قورت AC کار کرده است.

اما مشکلی در استفاده از جریان AC وجود دارد.با اینکه تمام وسایل الکترونیکی برای کار با AC طراحی شدند ، ژنراتور های برق اغلب جریان DC تولید میکنند. در نتیجه باید ابزاری وجود داشته باشد تا جریان مستقیم DC را به جریان‌متناوب AC تبدیل کند. این ابزار اینورتر کنونی است.

تسلا چگونه توانست بر ادیسون چیره شود؟

موتورهای DC در جاهایی که به کنترل سرعت دقیق و توان نسبتا زیاد نیاز بود مورد استفاده بودند. در مقایسه با الزامات کنترل سرعت در موتورهای AC، کنترل سرعت موتور DC به راحتی توسط کنترل ولتاژ آرمیچر یا با استفاده از یک رئوستا با کنترل جریان میدان آن انجام می شد و کاملا با تکنولوژی موجود آن زمان همخوانی داشت. این کنترل ساده موتور، سرعت و گشتاور را کنترل می کرد و برای دهه های متوالی اقتصادی ترین روش کنترل سرعت بود.

در دهه ۱۹۸۰، تکنولوژی اینورتر موتور AC به مقدار کافی در دسترس قرار گرفت و به مقداری ارزان شد که با کنترل موتور DC سنتی قابل رقابت گردید. این اینورتر ها  فرکانس متغیر  بصورت دقیق سرعت موتورهای القایی AC یا سنکرون را کنترل می کنند. با اینورتر ها، کنترل سرعت با گشتاور کامل از سرعت صفر تا حداکثر سرعت نامی موتور امکان پذیر است و در صورت نیاز، در سرعتهای بالاتر از سرعت نامی با کاهش گشتاور انجام می شود. اینورتر فرکانس متغیر فرکانس ولتاژ خروجی را تغییر می دهد. در ابتدا جریان AC ورودی را با یکسو کردن به جریان DC تبدیل می کند و سپس با استفاده از مدولاسیون پهنای پالس ولتاژ یک شکل موج خروجی ولتاژ و جریان AC می سازد. به هر حال، این فرآیند تبدیل فرکانس باعث ۲% تا ۳% تلفات بصورت حرارت در اینورتر فرکانس متغیر می شود. حرارتی که باید دفع گردد. این فرآیند باعث سوزنهای (spikes) اضافه ولتاژ و ایجاد اعوجاج هارمونیکی می شود.