در آخرین مقاله دیدیم که یک موتور القایی AC با توجه به فرکانس تنظیم شده توسط کاربر شروع به افزایش سرعت می کند و دور می گیرد بطوری که کاهش  اندک در سرعت ایجاد لغزش می کند و برای حفظ شار مطلوب و یا میدان مغناطیسی نیاز به اعمال کنترل ولتاژ است .

تقریبا همه درایوهای فرکانس متغییر بر یک اساس طراحی شده اند که تغذیه AC موجود را با استفاده از یک یکسو کننده تبدیل به DC می کنند وسپس تبدیل آن به یک منبع فرکانس متغییر صورت می گیرد که در این حالت به آن اینورتر می گویند .

اینورتردر نگاه اول یک یکسو کننده کوچک است با تکیه برروی قدرت نیمه هادی که می تواندبه عنوان منبع ولتاژ یا جریان باشد اما بطور کلی آنها به ریز پردازنده ها نیاز دارند که از طریق آنها بتوان بصورت قدرتمند اینورترها را کنترل کرد که در سی سال گذشته با هزینه معقول وبا قابلیت اطمینان در دسترس بوده اند بنابراین درایوهای AC یک محصول مدرن صنعتی هستند .

پس در واقع چگونه اینورترها کارمی کنند؟

بیایید با یکسو کننده شروع کنیم . شکل 1 یک یکسو کننده سه فاز متشکل از شش دیود متصل به یک خازن و یک مقاومت به عنوان یک بار ساده را نشان می دهد.

دیود تنها در یک جهت (در جهتی است که درعکس اشاره شده ) عمل می کند ؛ انرژی های خازن یک کمی شبیه به یک باتری هستند و مقاومت به عنوان یک بارخارجی عمل می کند. اگر ما یک منبع سه فاز را به ورودی در سمت چپ اتصال دهیم ما شروع به پمپاژ به خازن می شود و ولتاژ خواهد ساخت، که منجر به یک جریان جاری در مقاومت می شود. شما می توانید مسیر انتقال جریان را از هر یک فاز به دیگری از طریق یک دیود بالا، خازن / مقاومت و سپس از طریق یک دیود کمتر ردیابی کنید.

در حالت ماندگار، ولتاژ در خازن بصورت خیلی نزدیک به اوج ورودی ولتاژ موج سینوسی خواهد نشت. در حال حاضر دیودها تنها هنگامی درحال کار می شوند که که ولتاژ ورودی بیشتر ازمیزان ظرفیت خازن باشد در نتیجه، یک پالس کوتاه از جریان را از طریق هر دیود به نوبه خود وجود دارد، که منجر به شکل موج مشخصی،(قله های دوقلو ) در هر یک از سه مرحله همانطور که در شکل نشان داده شده است. اگر ما از یک منبع تک فاز استفاده کنیم ما تنها نیاز به چهار دیود داریم، طوریکه  یک قله منفرد در هر نیم سیکل خواهیم داشت، بنابراین ما یک خازن بزرگتر نیاز داریم تا از شکاف در قله ولتاژ جلوگیری شود.

در سیستم های تک فاز یا سه، این پالس جریان می تواند عواقب داشته باشد. با این حال، ما در حال حاضر یک ولتاژ DC نسبتا صاف در خازن داریم. 

در حال حاضر در بخش کسب و کار. ما شش عایق گیت ترانزیستور دوقطبی (IGBT ها) داریم . این تابع به عنوان سوئیچ قدرت بسیار سریع عمل می کند . ( آنها دارای دیود های موازی هستند به دلایلی که روشن خواهد شد. )

ما هم اکنون می توانید تا بالاترین حد IGBT و پایین ترین حد آن سوئیچ کنیم  و یک مسیر جریان از طریق هر دو اتصال موتور را فراهم کنیم . سپس IGBT در جهت فلش کار خود را شروع می کند .

چه ما انجام نمی دهیم است به نوبه خود بر روی یک IGBT بالا و پایین که به طور مستقیم در بالای یک دیگر به عنوان این که یک اتصال کوتاه به لینک DC فراهم می کند. اگر به جای ما را روشن و خاموش IGBT ها به نوبه خود در یک توالی به دقت کنترل شده، ما می تواند تا ساخت در حال حاضر سه فاز در سیم پیچ موتور. اگر ما آن زمان است که ما تغییر IGBT ها روشن و خاموش برای متفاوت است، ما می توانیم این جریان را کنترل کنید. دلیل این است که جریان موتور می کند به سرعت در حال تغییر دهید، بنابراین با افزایش و کاهش 'در' بار، ما می توانید انتخاب کنید برای ایجاد یک جریان موج سینوسی در موتور در عملا هر فرکانس ما خواهید. این، البته چیزی است که ما می خواهیم انجام دهیم برای کنترل سرعت موتور. با استفاده از روش های مشابه، ما می توانیم ولتاژ موثر، که به نوبه خود کنترل میدان مغناطیسی کنترل کنید.

این پالس در کنترل زمان خاموش نامیده می شود مدولاسیون عرض (PWM)، و به سادگی در شکل 3 نشان داده شده؛ تعویض شش IGBT ها روشن و خاموش فراهم می کند مسیرهای جریان به موتور و اجازه می دهد تا سه فاز موج سینوسی به جریان، تبدیل موتور در سرعت مورد نظر.

اگر ما تغییر IGBT ها ما چند هزار بار در ثانیه (معمولا بین 4 و 16kHz) ما می توانیم همانطور که در شکل 4 نشان داده شده ساخت تا کاملا شکل موج جریان خوب است.

توجه داشته باشید که ولتاژ خروجی شامل تعداد زیادی از پالس به جای یک موج سینوسی خوب است. موتور هموار در حال حاضر به یک موج سینوسی کمی ناهموار ممکن میکند، اما هنوز هم ولتاژ متشکل از شکل موج PWM از IGBT ها. این می تواند مشکلاتی که ما بعدا بحث شود. با این حال، موتور با جریان های دندانه دار است و به نوبت در سرعت مورد نیاز است. در حال حاضر موتور خارج از فاز "متوسط" ولتاژ با توجه به ضریب قدرت موتور.

پس چه دیود انجام در اینورتر هستند؟ خب، در حال حاضر در موتور تغییر نمی کند بسیار سریع است، تا زمانی که ما سوئیچ کردن IGBT نیازهای فعلی برای نگه داشتن جریان، و یا وجود خواهد داشت مشکلات. دیود به طور خودکار این مسیر فعلی با تعویض در، و یا قطعات تغییرمسیر، در حال حاضر ارائه می کنند. از این رو تخفیف نام و یا دیودهای چرخ لنگر.

اینورتر بسیار دشوار است برای کنترل - آنها شده است به عنوان یک اتصال کوتاه در انتظار وقوع توصیف کرد، اما نیمه هادی قدرت مدرن بسیار قوی هستند، و سریع، پردازنده های قدرتمند سیگنال دیجیتال اجازه می دهد کنترل دقیق و قابل اعتماد از روشن و خاموش سوئیچینگ.

به هر حال، بخش قدرت درایو فرکانس متغیر است که همه به تغذیه AC متصل، و عمل در ولتاژ DC از 300V (با یک ورودی 230V AC) تا 600 - 900V با صنعتی سه تخته فاز. انزوا بنابراین داخلی بین مدارهای کنترل، رابط مشتری و بخش قدرت ایمنی بسیار مهم است.

در مقاله بعدی ما در طراحی عملی یک درایو فرکانس متغیر نگاه کنید، با تمام پیچیدگی حفاظت، خنک کننده و اتصال به مشتری می باشد.