Omvormers
Een omvormer is een elektronisch apparaat dat de invoerspanning van een bepaalde spanning naar een andere spanning kan omvormen. In tegenstelling tot een transformator kan een omvormer een gelijkspanning naar een wisselspanning omvormen, of een wisselspanning naar een wisselspanning met een andere frequentie. Men spreekt, al naargelang de toepassing, van een spanningsomvormer, een frequentieomvormer, of van een combinatie van beide.
Een nadeel van omvormers is dat het rendement ervan niet bijzonder hoog is. Een aanzienlijk deel van de verbruikte energie wordt in warmte omgezet.
Toepassingen
Omvormers worden vaak gebruikt voor relatief kleine vermogens. Voor consumententoepassingen worden omvormers vaak gebruikt om op reis elektronische apparatuur die bedoeld is voor gebruik op het lichtnet te voeden vanuit een auto-accu. De prijs van dergelijke apparaatjes varieert van enkele tientallen tot enkele honderden euro's, afhankelijk van het gewenste vermogen (tot enkele honderden Watts) en de kwaliteit van de wisselspanning aan de uitgang. De betere exemplaren leveren een sinusvormige spanning; de goedkopere exemplaren leveren een spanning die het meeste lijkt op een blokgolf. Dat laatste werkt met sommige aangesloten apparatuur niet zo goed.
Een voorbeeld van een toepassing waarbij omvormers met een vermogen van enkele kilowatts worden gebruikt, zijn treinstellen waarin de 3 kilovolt van de bovenleiding wordt omgezet in 230 volt, 50 Hz voor verlichting en verwarming.
Bij gebruik van zonne-energie door middel van foto-voltaïsche zonnecellen zijn omvormers noodzakelijk om de opgewekte energie in huis te kunnen gebruiken dan wel te kunnen transporteren.
Werking
Het principe van de meeste omvormers is als volgt: een gelijkspanning wordt met behulp van een wisselrichter die uit halfgeleiders in een brugschakeling bestaat, omgezet in een wisselspanning. Deze wisselspanning wordt vervolgens getransformeerd naar de gewenste spanning. Wanneer de ingangsspanning een wisselspanning is, wordt deze met behulp van een diodebrug gelijkgericht; is de gewenste uitgangsspanning een gelijkspanning, dan wordt deze gelijkgericht en afgevlakt met behulp van een condensator of een laagdoorlaatfilter.
Apparaten die op deze manier de spanning omzetten worden inverters genoemd.
Typen omvormers
De meeste omvormers zijn tegenwoordig inverters, waarin halfgeleiders als wisselrichter worden gebruikt.
In het verleden waren halfgeleiders nog niet krachtig genoeg en konden gelijkspanningen lager dan ca. 150 volt niet elektronisch worden omgezet. Hogere spanningen werden met behulp van elektronenbuizen omgezet.
Voor laagspanning had men tot in de jaren '70 van de 20e eeuw de keuze uit twee mogelijkheden:
- elektromechanische omvormers met trilrelais (vroeger ook wel aangeduid met de naam "statische omvormers"): het relais onderbreekt enkele tientallen tot enkele honderden keren per seconde een stroom door een transformatorspoel. Door de zelfinductie van de spoel, eventueel geholpen door een condensator, ontstond een wisselspanning die kon worden getransformeerd;
- elektromechanische omvormers met een elektromotor en een dynamo die op een gemeenschappelijke as gekoppeld zijn. Deze werden aangeduid met de naam roterende omvormers. Deze zijn voor een veelheid van vermogens en combinaties van in- en uitgangsspanningen gebouwd.
