In elettronica un inverter è un apparato elettronico di ingresso/uscita in grado di convertire una corrente continua in ingresso in una corrente alternata in uscita. Esso è funzionalmente il dispositivo antitetico rispetto a un raddrizzatore di corrente.
Con lo stesso termine nel linguaggio comune si intende anche un gruppo “raddrizzatore-invertitore”, alimentato a corrente alternata e utilizzato invece per variare la tensione e la frequenza della corrente alternata in uscita rispetto a quella in entrata (ad esempio per l’alimentazione di macchine operatrici nelle applicazioni a carico regolabile, ma costante nel tempo).
Applicazioni dell’inverter
Le applicazioni sono molteplici:
- nei gruppi di continuità convertono la tensione fornita dalla batteria in corrente alternata
- nella trasmissione di energia elettrica convertono l’energia in corrente continua trasferita in alcuni
- elettrodotti per essere immessa nella rete in corrente alternata
- nell’utilizzo di pannelli fotovoltaici, consente di trasformare la tensione continua in tensione alternata dapoter utilizzare in ambito domestico o immettere sulla rete di distribuzione
- Per realizzare un’alimentazione switching, per la trasformazione in corrente continua, con notevoli vantaggi in termini di efficienza, di ingombro e di peso
- In campo aerospaziale sono utilizzati per fornire agli apparati avionici degli aeromobili una corrente alternata altamente stabile anche se fornita da batterie (in caso di avaria elettrica)
- Variazione di velocità nei motori elettrici
Tipologie di Inverter
Il tipo più semplice di inverter consiste in un oscillatore che pilota un transistor, il quale genera un’onda quadra aprendo e chiudendo un circuito. L’onda è quindi applicata ad un trasformatore che fornisce all’uscita la tensione richiesta arrotondando in qualche misura l’onda quadra. Spesso al posto del transistor comune sono utilizzati dispositivi più efficienti quali il MOSFET, il tiristore o l’IGBT.
La forma d’onda quadra generata da questi dispositivi ha il problema di essere ricca di armoniche superiori, mentre l’onda sinusoidale della rete elettrica ne è priva. Ciò comporta una minore efficienza delle apparecchiature alimentate, maggiore rumorosità sia sonora che elettrica, e seri problemi di compatibilità elettromagnetica.
Inverter più complessi utilizzano diversi approcci per produrre in uscita una forma d’onda quanto più possibile sinusoidale. Un circuito elettronico produce una tensione a gradini mediante modulazione di ampiezza di impulso (PAM) quanto più possibile vicina ad una sinusoide. Il segnale, detto sinusoide modificata, viene livellato da condensatori e induttori posti all’ingresso ed all’uscita del trasformatore per sopprimere le armoniche.
Gli inverter migliori e più costosi basano il loro funzionamento sulla modulazione di larghezza di impulso (PWM). Il sistema può essere retroazionato in modo da fornire una tensione in uscita stabile al variare di quella di ingresso. Per entrambi i tipi di modulazione la qualità del segnale è determinato dal numero di bit impiegati. Si va da un minimo di 3 bit a un massimo di 12 bit, in grado di descrivere con ottima approssimazione la sinusoide.
