Inverters, How do they work ?

للعاكس دور بارز في عالم التكنلوجيا الحديثة نسبة للنهضة الكبيرة في السيارات الكهربائية وتكنلوجيا الطاقة المتجددة العاكس يقوم بتحويل التيار الثابت (DC)إلى التيار المتردد (AC) ويستخدم ايضا في امدادات الطاقة غير المنقطعة والتحكم في الالات الكهربائية وتصفية الطاقة النشطة هذا الفيديو سوف يشرح كيفية الحصول على منحنى طاقة كهربائية نقي “شكل حركة التيار المتردد” من التيار الثابت “المدخل” , خطوة بخطوة باسلوب منطقي التيار المتردد يغير بشكل دوري اتجاهه لهذا السبب قيمة معدل التيار المتردد خلال دورة واحدة سيكون صفر قبل مواصلة انتاج الموجة الجيبية (sine-wave) لنرى كيف تنتج الموجة المربعة للتيار المتردد في الحقيقة الانواع القديمة للعاكس كانت تستخدم لانتاج موجات مربعة بسيط “كمُخرج” لانتاج موجات مربعة بسيط “كمُخرج” لنبني دائرة التي نريدها كما هو موضح مع اربع مفاتيح ومصدر طاقة واحد هذه الدارة تعرف بالعاكس كامل التجسير المحصلة (المخرجات) توجد بين النقطتين A و B المحصلة (المخرجات) توجد بين النقطتين A و B لجعل تحليل هذه الدارة اسهل نقوم بتبديل الحمل الحقيقي بحمل افتراضي لاحظ تدفق التيار عندما يكون المفتاح s1 والمفتاح s2 يعملان و المفتاحان s2 و s3 لا يعملان الان قم بعمل العكس ولاحظ تدفق التيار الان قم بعمل العكس ولاحظ تدفق التيار من الواضح ان تدفق التيار معكوس في هذه الحالة عندما يتعرض الحمل للجهد الخارج هذه هي التقنية الاساسية التي تنتج التيار المتردد ذات الموجة المربعة “شكل قريب من الشكل المراد” نحن جميعنا نعلم ان تردد مزود AC الموجود في منازلنا هو 60 هيرتز هذا يعني اننا نحتاج ان نجعل المفتاح يفتح ويغلق 120 مرة في الثانية وهذا امر غير ممكن سواء يدويا او باستخدام مفاتيح ميكانيكية نحن نقدم مفاتيح تتكون من “اشباه موصلات” مثل MOSFET “نوع ترانزستور” لهذا الغرض يمكن ان يعمل ويتوقف الاف المرات في الثانية بمساعدة قدرتنا على التحكم بالاشارات نستطيع ان نجعل الترانزستور يعمل او يتوقف بسهولة تامة الموجات المربعة شكلها قريب جدا من الموجات الجيبية “المنحنية” , العواكس القديمة كانت تستخدم لانتاجها لذلك نسمع صوت طنين عند تشغيل مروحتك الكهربائية او الاجهزة الاخرى التي تستخدم طاقة الموجات المربعة وهي ايضا تسخن المعدات الكهربائية العواكس الحديثة تنتج موجة جيبية نقية لنرى كيف تقوم بذلك تقنية تسمى “النبض مع التعديل” تستخدم لهذا الغرض مبدأ “النبض والتعديل” بسيط تستخدم لهذا الغرض مبدأ “النبض والتعديل” بسيط جهد dc ينتج بشكل نبضات بعرض مختلف في المنطقة التي تريد فيها سعة اكبر يقوم بانتاج نبضات بعرض اكبر نبضات الموجة الجيبية تظهر بهذا الشكل الان هذا هو الجزء الاصعب ماذا اذا اخدت معدل هذه النبضات في فترة زمنية قصيرة سوف تتفاجئ من رؤية شكل معدل النبضات التي تبدو مثل منحنى الجيب كلما بدا شكل النبضات ادق كلما كان منحنى الجيب افضل كلما بدا شكل النبضات ادق كلما كان منحنى الجيب افضل الان , السؤال الحقيقي هو كيف نصنع هذه النبضات ؟ وكيف نحصل على المعدل بطريقة عملية كيف نصنع هذه النبضات ؟ وكيف نحصل على المعدل بطريقة عملية كيف نصنع هذه النبضات ؟ وكيف نحصل على المعدل بطريقة عملية لنرى كيف نفذ هذا فعليا في العاكس قطعتي مقارن “comparators” يتم استخدامهم لهذا الغرض قطعة المقارن تقوم بمقارنة الموجة الجيبية بالموجة المثلثية احد المقارنات يستخدم الموجة الجيبية الطبيعية والمقارنة الاخرى تستخدم الموجة الجيبية الناتجة من العاكس المقارنة الاولى تتحكم بمفتاحي s1 و s2 المقارنة الاولى تتحكم بمفتاحي s1 و s2 والمقارنة الثانية تتحكم بمفتاحي S3 و S4 المفتاحين S1 وS2 يحددان الجهد في النقطة A المفتاحين S1 وS2 يحددان الجهد في النقطة A والمفتاحان الاخران يقومان بتحديد الجهد في النقطة B تستطيع رؤية ان احد مخارج المقارنات موضوع عليه البوابة المنطقية “not” هذا سيضمن انه عندما يكون S1 يعمل S2 سوف يتوقف والعكس صحيح هذا يعني اننا لا نستطيع تشغيل S1 وS2 في نفس الوقت هذا يعني اننا لا نستطيع تشغيل S1 وS2 في نفس الوقت والذي سيسبب خلل “short circuit” في دارة DC تشغيل S1 سوف يعطينا جهد البطارية في النقطة A وتشغيل S2 سوف يجعل الجهد صفر عند نفس النقطة وتشغيل S2 سوف يجعل الجهد صفر عند نفس النقطة نفس الحالة في النقطة B تعديل الشكل باستخدام PWM “التحكم بعرض النبضة” بسيط عندما تكون الموجة الجيبية اكبر من المنحنى المثلثي المقارنة تنتج اشارة “1” في الحالات الاخرى اشارة “0” الان لاحظ تغير الجهد في المقارنة الاولى استناداً لهذا المبدأ الاشارة “1” تقوم بتشغيل MOSFET نبضات الجهد الناتجة في A كشكل الظاهر نبضات الجهد الناتجة في A كشكل الظاهر طبق نفس مبدأ التحويل ولاحظ نبضات الجهاد الناشئة في النقطة B عندما نقوم برسم الجهد الناتج بين النقطتين A و B الجهد المحصل سوف يكون سيكون الفرق بين A و B سلسلة النبضات هذه هي التي نحتاجها بالضبط لانشاء لانشاء المنحنى الجيبي سلسلة النبضات هذه هي التي نحتاجها بالضبط لانشاء لانشاء المنحنى الجيبي كلما كان المنحنى المثلثي ادق كلما حصلنا على سلسلة نبض ادق الان السؤال التالي هو كيف نحصل على المعدل عمليا لنحصل تماما على منحنى الجيبي قطعة تخزين طاقة مثل الملف و المواسعة تستخدم لتنعيم “تحسين ” الطاقة المتدفقة يسمونه مرشح غير فعال “مصطلح كهربائي يعني انها لا تنتج طاقة” الملف يستخدم لتنعيم التيار والمواسعة تستخدم لتنعيم الجهد في المحصلة مع جهاز العاكس تقنية PWM جيدة و المرشحات “غير الفعالة” تستطيع توليد جهد بمنحنى جيبي وتشغيل كل الاجهزة بلا اي ضجيج نظام العاكس الذي قمنا بشرحه بشكل كبير لديه فقط مستويين من الجهد ماذا اذا قمنا بانتاج اكثر من مستوى للجهد هذا سيعطي تقريب افضل للمنحنى الجيبي ويستطيع تقليل الخلل اللحظي “المؤقت” نظام العاكس متعدد المستويات يستخدم في التطبيقات ذي الدقة العالية مثل المراوح التوربينية والسيارات الكهربائية العواكس المستخدمة في السيارات الكهربائية لها تردد ذكي وتحكم في السعة في الحقيقة التردد يتحكم في سرعة السيارة الكهربائية والسعة تتحكم في طاقتها “عزمها” بهذ الشكل العواكس تمثل عقل السيارة الكهربائية من خلال انتاج طاقة مثالية لظروف القيادة من خلال انتاج طاقة مثالية لظروف القيادة نامل ان هذا الفيديو اعطى لك مقدمة جيدة عن عمل العواكس نامل دعمك لنا على موقع الباتريون patreon.com لنستمر في تقديم محتوى تعليمي مجاني شكرا لكم