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Da onda quadrada à onda senoidal: como os inversores afetam nossa qualidade de energia?
Os inversores desempenham um papel vital nos sistemas de gerenciamento de energia atuais, especialmente em aplicações de energia renovável e conversão de energia. A principal função do inversor é converter corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), e o tipo e a qualidade da forma de onda CA que ele gera afetam a eficiência operacional e a segurança do equipamento. Portanto, entender como o inversor funciona e seu impacto na qualidade de energia não é uma necessidade apenas para profissionais, mas também importante para usuários em geral.
Princípio básico de funcionamento do inversor
Os inversores usam vários dispositivos e circuitos elétricos e eletrônicos para converter tensão CC em tensão CA. Esses dispositivos podem ser amplamente divididos em inversores estáticos e inversores rotativos com base em como funcionam. Os inversores estáticos geralmente não contêm nenhuma parte móvel e dependem de componentes eletrônicos para conversão.
"A forma de onda de saída do inversor pode ser uma onda quadrada, uma onda senoidal ou uma onda senoidal modificada, o que tem um grande impacto na operação do equipamento subsequente."
Diferentes tipos de formas de onda de saída e seus impactos
O tipo de forma de onda produzida pelo inversor é um fator chave que afeta a qualidade da energia. A seguir estão os principais tipos de formas de onda do inversor:
Onda quadrada
Uma onda quadrada é a forma de onda mais simples, mas sua distorção harmônica total (THD) é de cerca de 48,3%, o que pode ter um efeito adverso no equipamento de áudio conectado e gerar um som de "zumbido" desnecessário.
Onda senoidal
Um inversor de onda senoidal pode gerar uma forma de onda senoidal multietapa. Esse tipo de inversor é geralmente chamado de inversor de onda senoidal pura. Embora o rótulo de "inversor de onda senoidal pura" seja comum no mercado, na realidade as formas de onda de saída representativas desses inversores nem sempre são tão perfeitas.
“A maioria dos inversores de nível de consumidor ainda não obtém uma saída de energia para ser uma onda senoidal perfeita, mas para a maioria dos eletrônicos eles estão bem com essa saída.”
Onda senoidal modificada
A onda senoidal modificada é composta de duas ondas quadradas, com formas de onda alternadas após um certo atraso. Embora o THD dessa forma de onda ainda seja alto em comparação com uma onda senoidal pura, muitos inversores econômicos usam esse design.
PWM de onda senoidal aproximada
Os métodos de modulação por largura de pulso (PWM) que aproximam ondas senoidais usam comutação rápida para criar uma forma de onda que pode ser processada por um filtro passa-baixa, que se aproxima mais do formato de uma onda senoidal.
Âmbito de aplicação do inversor
Com o avanço da tecnologia, os inversores estão gradualmente sendo amplamente utilizados em diferentes processos, desde o controle de frequência do motor até sistemas de alimentação ininterrupta:
- Inversor solar: Em um sistema fotovoltaico, o inversor é responsável por converter a eletricidade de corrente contínua (CC) coletada do sol em eletricidade de corrente alternada (CA) para uso residencial ou comercial.
- Fonte de alimentação ininterrupta (UPS): usada para fornecer energia CA instantânea quando a energia é cortada para garantir que o equipamento não seja afetado.
- Veículos elétricos: Inversores de frequência variável são usados para regular a velocidade de motores elétricos, melhorando a eficiência e o desempenho.
- Transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC): converte corrente alternada em corrente contínua para melhorar a eficiência da transmissão durante a transmissão de energia de longa distância.
Com o surgimento das energias renováveis e a crescente demanda por qualidade de energia, o desenvolvimento tecnológico de inversores se tornará mais importante. Diante de um cenário tecnológico em constante mudança, empresas e usuários domésticos precisam se adaptar a uma variedade de características de forma de onda de saída para garantir a operação normal e a eficiência de seus dispositivos. Nesse contexto, também podemos pensar: na futura transformação energética, como escolher o inversor certo para melhorar nossa qualidade de vida e eficiência energética?
