مبدأ عمل العاكس (الانفرتر)، يعتبر العاكس الكهربائي جزء مهم في تغذية شبكة كهرباء الطاقة الشمسية وكذلك لتغذية أحمال الطوارئ، ويستخدم كمصدر احتياطي في حال انقطاع شبكة الكهرباء العمومي.
وقد يصنفه البعض من مصادر التغذية الأساسية من أجل تشغيل ثلاجة أو كمبيوتر أو لابتوب، وقد زاد الطلب عليه مع التطور في صناعة السيارات الكهربائية، وقد خصصت انفرترات صغيرة الحجم من أجل شحن الهواتف الخلوية، وبعض الأحمال الخفيفة.
فما هو مبدأ عمل العاكس (الانفرتر) وما سبب استخدمه وانتشاره بكثرة في السوق، كل ما سبق سنتحدث عنه بالشرح المفصل والمدعم بالصور التوضيحية.
اقرأ أيضاً
- الفرق بين كابلات الطاقة الشمسية والكابلات العادية
- الدليل الشامل لحساب النظام الشمسي
- تشغيل ثلاجة على الطاقة الشمسية
ما هو العاكس (الانفرتر)
هو جهاز إلكتروني مصمم للعمل على تحويل طاقة التيار المستمر DC القادم من البطاريات الكهربائية أو الخلايا الشمسية إلى طاقة تيار متناوب AC، من أجل تشغيل أحمال الأجهزة الكهربائية المصممة للعمل على التيار المتناوب فقط.
ويتكون العاكس (الانفرتر) من الشكل الخارجي الخلفي على طرفين دخل (طرف أحمر موجب، وطرف اسود سالب) وهو دخل التيار المستمر DC، بينما في الأمام خرج العاكس على شكل بريز متقارب للبريز المنزلي وهو خرج التيار المتناوب AC.
ما سبب استخدام العاكس (الانفرتر)
إن سبب استخدام العاكس (الانفرتر) الكهربائي ناتج عن وجود نوعين من طاقة الكهرباء وهما: طاقة التيار المستمر كالبطاريات والخلايا الشمسية، وطاقة التيار المتناوب (المتردد) كمصدر الكهرباء المستخدم في المنازل والمصانع وكافة المباني.
والسبب الرئيسي في وجود العاكس (الانفرتر) هو أن الأجهزة الكهربائية المنزلية مصممة للعمل على مصدر التيار المتناوب الذي نحصل عليه من مقبس خرج الكهرباء.
لذلك إذا أردنا تشغيل الأجهزة الكهربائية من المصادر المتجددة أو البطاريات أو حتى السيارات، فنحن بحاجة إلى تحويل طاقة التيار المستمر (DC) إلى طاقة تيار متناوب (AC)، ويتم ذلك باستخدام جهاز العاكس (الانفرتر) الكهربائي.
ولكي تفهم كيفية عمل العاكس (الانفرتر)، نحتاج أولاً إلى فهم بعض أساسيات الكهرباء.
أساسيات الكهرباء
التيار الكهربائي عبارة عن حركة موجهة للإلكترونات الحرة من نقطة إلى أخرى عبر موصل، ولكي تتحرك هذه الإلكترونات عبر الموصل، لا بد من وجود قوة دافعة خارجية، ونحصل عليها من مصدر بطارية مثلاً.
حيث أن التيار المستمر (DC) يكون فيه اتجاه الإلكترونات ثابت القيمة والاتجاه (أي يبقى قيمة الجهد والتيار كما هو)، بينما التيار المتناوب (AC) من مسماه يعني أنه يتناوب أو يتردد قيمته، ويكون متغير القيمة والاتجاه أي حركة الإلكترونات ليس لها اتجاه محدد.
لذلك فهناك فرق واضح بين التيارين، ويجب التمييز بينهما عند التعامل مع النوعين، لأن البطارية عند تغذيتها بتيار متردد قد يتسبب في انفجارها.
اقرأ أيضاً: الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر
مبدأ عمل العاكس (الانفرتر)
يتكون العاكس من عدة مفاتيح إلكترونية معروفة باسم ترانزستورات IGBT، ويتم التحكم فيها بواسطة دائرة تحكم، حيث تفتح هذه الترانزستورات بسرعة فائقة على شكل أزواج للتحكم في تدفق الكهرباء من حيث المسار والمدة ونسبة التبديل.
وتعتمد الترانزستورات في عملها على إنتاج طاقة مشابهة لموجة جيبية أو معدلة حسب نوعية التصميم والإضافات، حيث يعمل الترانزستورين (S1,S4) على تمرير التيار في الأمامي بالتزامن مع فتح الترانزستورين (S2,S3).
بينما الترانزستورين الآخرين (S2,S3) يمرران التيار في الاتجاه المعاكس، وذلك عند غلقهما بالتزامن مع فتح (S1,S4)، وتتم هذه العملية من خلال بناء دائرة تحكم تقوم بمهمة التبديل بين الترانزستورات لكي تسمح بتبديل اتجاه التيار مراراً وتكراراً بشكل تلقائي.
المصادر والمراجع
- the engineering mindset
- بعض الكتب التعليمية
