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Un inverter è una apparecchiatura elettrica che consente di prelevare energia elettrica in corrente continua e di restituirla in corrente alternata. E' l'operazione inversa di quella svolta dai raddrizzatori che servono a convertire energia elettrica in corrente alternata in energia elettrica unidirezionale (dire che si tratta di corrente continua è un po' eccessivo!).
Per ripasso vedi articolo "circuiti a corrente continua e a corrente alternata".
(In figura un inverter da 100W per automobili con la sua spina per la connessione alla batteria tramite la presa accendisigari).
Con l'avvento dei pannelli solari, che producono tensioni continue, gli inverter sono diventati indispensabili per poter collegare questa fonte di energia alla rete di distribuzione elettrica che è a corrente alternata (sinusoidale a 50Hz).
Sono anche utilizzati per produrre correnti alternate a partire dalla tensione continua degli accumulatori (12V o 24V) che sono installati sulle auto, gli autocarri, i camper e le imbarcazioni in mo
do da poter alimentare piccoli apparecchi elettrodomestici o caricabatterie per cellulari oppure per costruire i gruppi di continuità.
Tempo fa venivano impiegati gruppi rotanti o apparecchi a contatti per realizzare la conversione da corrente continua a corrente alternata.
Lo sviluppo delle tecnologie elettroniche ha permesso di realizzare gli inverter con apparecchi statici controllati da un'elettronica piuttosto elementare e quindi affidabili e di ingombro e manutenzione contenuti (per approfondire vedi anche su wikipedia)).
Gli inverter statici normalmente producono una tensione decisamente non sinusoidale con problemi per l'introduzione in rete di armoniche che possono disturbare altre apparecchiature elettroniche: con dei filtri si riesce a ridurne l'impatto.
La forma d'onda tipica in uscita dagli inverter è alternata rettangolare (figura) e si ottiene con l'utilizzo di transistor o di SCR in commutazione di solito connessi nella configurazione a ponte oppure con l'utilizzo di un trasformatore a presa centrale.
Per sapere come funzionano, vai qui: "ENA: funzionamento di un inverter"
Prova di misura a vuoto
Un inverter per auto è stato alimentato a 12V tramite batteria al piombo e con l'uso di un oscilloscopio è stata rilevata la seguente misura (vedi grafico)
- periodo: T= 9,6div * 2ms/div = 19,2ms
- a cui corrisponde una frequenza: f= 1/T= 1/0,0196 = 51Hz
- tempo di conduzione (conduce sia nella parte positiva che nella parte negativa) 2*ton = 2 * 2,5div * 2ms/div = 10ms
- con dudty cycle pari a: d = ton/T = 10/19,2 = 0,52
- Valore massimo pari a (la sonda è sulla posizione 10x):
VM = 3,2div * 10 * 10V/div = 320V
- a cui corrisponde un valore efficace pari a:
Vrms = √(d) * VM = √(0,52) * 320 = 0,72 * 320 = 230V.
Nota: la tensione misurata con un tester digitale non fornisce il valore di 230 V ma uno inferiore (circa 190V o meno): niente di strano. I tester ordinari sono tarati per calcolare il valore efficace a partire dal valore medio di una forma sinusoidale mentre qui è quadra. Per una misura precisa occorre usare uno strumento a vero valore efficace (true rms).
Qui sotto lo schema di montaggio dove è stato inserito anche un TA (trasformatore amperometrcio di misura) non uilizzato in questa prova perchè è stato fatto solo il rilievo nel caso di funzionamento a vuoto.
La sonda superiore è connessa al secondario del TA.
La sonda inferiore è collegata in modo da misurare la tensione in uscita dell'inverter .
E' stato realizzato un inverter con l'uso di Arduino che viene illustrato in questo articolo.