Загальні поняття про фази

В основі електричної системи лежать три провідники - фаза, нуль і земля, які відіграють ключову роль у забезпеченні стабільної та безпечної роботи електроприладів.

Фаза ("L") - це провід, яким подається електрична енергія з джерела (міської електромережі чи генератора) до споживача (домовласництво з електроприладами). Фазний провідник має змінну напругу по відношенню до інших провідників, і певне колірне позначення. В Україні найчастіше застосовуються стандарти, де він позначається коричневим.

Нуль ("N") - це провід, що забезпечує протікання електричного струму, повертаючи енергію до джерела та замикаючи ланцюг. Як і L-провідник, він також несе змінну напругу, але з нульовим потенціалом щодо землі. Зазвичай позначається синім кольором. У деяких випадках його називають "нейтраллю".

Земля (PE) - це провідник або структура з металу, призначена для з'єднання із землею або земельною поверхнею для безпеки системи. Він створює низький опір між електросистемою та Землею, що дозволяє безпечно відводити струм при короткому замиканні чи перевантаженні. Це знижує ризик ураження людини електричним струмом. Провідник, що заземлює, зазвичай маркується жовто-зеленим кольором і може позначатися на корпусі обладнання спеціальним знаком.

Однофазні інвертори (L/N/PE)

Такі інвертори вважаються найбільш базовим і широко використовуваним типом. Вони переважно застосовуються перетворення постійного струму в однофазний вихідний змінний струм. Всі однофазні моделі працюють з напругою 220 В. Вони відомі своєю простотою, економічністю та легкістю установки, що робить їх популярними для харчування будинків, малого бізнесу та численних малопотужних програм.

На схемі видно, що від комунальної мережі (джерело) на інвертор подається одна фаза (L), і далі на навантаження (споживач) також виводиться одна фаза, тобто пристрій має одну напругу на вході та одну напругу на виході

Трифазні інвертори (3L/N/PE)

Це найбільш поширений вибір для комерційних установок, оскільки перетворюють постійний струм на трифазний змінний. До пристрою підключається трифазне джерело електроживлення (3L) і на споживача виводиться також три змінні струми (3L). Три вихідні синусоїдальні хвилі характеризуються ідентичною амплітудою та частотою, проте дещо відрізняються через рівень навантаження. Їм також властиве зрушення фаз між собою на 120 градусів. Під фазовим зрушенням розуміється те, наскільки одна синусоїда зрушена у часі стосовно іншої (приклад на схемі).

Трифазний інвертор фактично поєднує три однофазних, кожен з яких забезпечує живлення своєї фази навантаження зі зсувом 120 градусів. Такі моделі демонструють відмінну енергоефективність порівняно з однофазними, здійснюючи безперебійне та збалансоване перетворення потужності.

Інвертори з паралельним підключенням

У деяких одно- і трифазних інверторів передбачена функція паралельного підключення. Це дає можливість кільком перетворювачам синхронізовано працювати разом, щоб забезпечити будинок чи бізнес необхідною кількістю електроенергії. Таке функціональне рішення дозволяє збільшити загальну вихідну потужність системи, оскільки сумуються потужності кожного пристрою та вихідні струми. Загальна вихідна напруга дорівнює напрузі окремих інверторів.
Також паралельне з'єднання забезпечує надмірність. Якщо одним прилад виходить з ладу, інші продовжуватимуть перетворювати електроенергію, не допускаючи повне відключення електроживлення. Підключення в паралельний ланцюг виконується безпосередньо на вході та через резистори на виходах. Обмін даними передбачено через підключення комунікаційними портами. Максимально допустима кількість одиниць для паралельного підключення встановлена виробником індивідуально для кожної моделі. Схематично паралельне з'єднання однофазного інвертора в однофазній мережі виглядає таким чином, де видно, що пристрої працюють спільно в одній фазі: від джерела підведена одна фаза (L) та живлення навантаження виконується по одній фазі (L).

Для утворення трифазної конфігурації із паралельно підключених однофазних інверторів необхідно як мінімум 3 пристрої (по 1 на кожну фазу). Кожна машина у своїй фазі прийматиме енергію від окремого провідника і подаватиме енергію на домоволодіння так само по одній окремій фазі. Нижче представлена схема трифазної мережі, утворена з 6 паралельно з'єднаних однофазних приладів.

Деякі трифазні інвертори також підтримують паралельне з'єднання однофазної мережі. Ця функціональна можливість передбачає підвищення потужності системи як для роботи в мережі, так і за межами мережі. Отже, можна реалізувати як автономні та мережеві сценарії для оптимального масштабування енергоефективності системи, а паралельне підключення кількох акумуляторних блоків розширює можливості накопичення та збереження енергії для додаткового резервування у разі збою. Така конфігурація передбачає 1 головний інвертор (Master), який контролюватиме управління енергією та роботу інших інверторів, та кілька підлеглих (Slave).