逆变器和逆变器的应用

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所属分类:电工知识

一.什么是逆变器

逆变器

逆变器是一个电子装置,以交变电流(交流)转换直流电(DC)的,转换后的交流可以在任何需要的电压和频率与适当的使用变压器开关,控制电路。

静态逆变器没有移动零件,并在应用中使用范围广泛,从小型开关电源在计算机,大型电力公司的高压直流电源的应用,运输批量。逆变器通常用于交流电源供电,如从直流源太阳能电池板和电池。

该逆变器是一种高功率电子振荡器。是这样命名,因为早期的机械交直流转换器的工作提出了相反的,因此是转换直流到交流。

该逆变器执行相反的功能的一个整流器。

二.逆变器的发展历史

2.1 早期变频器

从20世纪后期19世纪通过的中间,直流到交流电源转换为完成使用旋转转换器或电动发电机组(镁套)。在20世纪初真空管和充气管开始被用于逆变器的开关电路研究。 所用的管型最广泛的是闸流管。

机电变频器的起源的解释一词源逆变器。早期的交流到直流转换器使用了一个感应或同步交流电动机直接连接完全正确的时刻产 生直流发电机(发电机)换向器逆转,使发电机在其连接。甲后来的发展是同步转换器,其中电机和发电机电枢绕组合并为一,与滑环的一端和换向器在其他领域, 只有一帧。 结果要么是与交流中,直流输出。 随着1毫克,直流可以被认为是分开的交流产生;与同步转换器,在一定意义上讲,它可以被认为是“机械纠正交流”。由于右 辅助设备和控制设备,一毫克或旋转转换器可以“运行向后”,改为直流到交流。因此,一个逆变器是一个倒置的转换器。

2.2 控整流逆变器

年初以来晶体管不应用提供足够的电压和电流逆变器最评级,这是1957年引进晶闸管或可控硅(晶闸管)的开始过渡到固态逆变电路。

12脉冲线路换流电路

12脉冲线路换流电路

在可控硅需求是电路设计中重点考虑晶闸管。可控硅不要关闭或整流时自动门控制信号关闭。他们只是关掉正向电流降至低于最 低持股电流,可控硅随每一种过程,通过一些外部。对于源可控硅连接到交流电源,每次换自然发生的电压极性反转的来源。可控硅连接到直流电源通常需要强迫换 一种手段,迫使电流为零时的减刑是必需的。最不复杂的电路采用晶闸管自然换流,而不是被迫减刑。随着电路除了强迫减刑,可控硅已用于上述类型的逆变器电路。

在应用中传送源逆变器直流电源功率从1到交流电源,它可以使用交流到直流整流电路控制模式下运行的反演。在反演模式,一控整流电路工作线路整流逆变器为。此操作型,可用于高压直流输电系统和再生制动系统的操作电机控制。

另一种类型的可控硅逆变器电路是电流源输入(CSI)的逆变器。深逆变器是一个双重的六个步骤电压源逆变器。随着电流源 逆变器,直流电源配置为电流源,而不是一个电压源。 该逆变器开关管采用了六个步骤顺序指示负载电流波形作为加强当前1三相交流电。沪深逆变整流方法包括 负载并联电容器减刑和减刑。 由于这两种方法,输入电流调节协助减刑。 随着负载减刑,负载是一个同步电动机功率因数维持在领导力量。

既然他们已经成为收视率可以在更高的电压和电流,如半导体晶体管或IGBT的信号可以开启关闭控制手段,已成为首选的开关电路元件逆变器的使用研究。

2.3 整流器和逆变器脉冲数

整流电路通常按脉搏数电流流向直流侧输入电压的交流整流器的每个周期。一个单相半波整流是一个脉冲电路和单相全波整流是两个脉冲电路。三相半波整流是三脉冲电路和三相全波整流是6脉冲电路。

由于三相整流器,整流器两个或两个以上,有时串联或并联以获得更高的电压或额定电流。 整流器的输入,提供从供应转向产出相特种变压器。这有相乘法效应。 6个阶段是从两个变压器,12个阶段,从3变压器等。 关联的整流电路是12脉冲整流器,18脉冲整流器等。

当控整流电路中的反演模式运作,他们将被按脉冲数也。 整流电路有较高的脉冲数已减少了交流输入电流谐波含量,降低纹波的直流输出电压。 反演模式,电路具有较高的脉冲数较低的交流输出电压波形的谐波含量。

三.逆变器的电路描述

简单的逆变器电路1所示的机电开关和自动当量

自动开关晶体管和两个绕组的机械开关,安装自动变压器分裂执行装置

方波与正弦波的基本组成部分,3次谐波和五次谐波

方波与正弦波的基本组成部分,3次谐波和五次谐波

3.1 基本设计

在一个简单的变频器电路,直流电源连接到变压器的初级绕组通过中心抽头的。A开关迅速来回切换,使电流回流到以下直流电源两端的替代途径之一,通过初级绕组,然后其他。 变压器交替的方向目前在初级绕组产生的交变电流(交流)在二次回路。

机电设备的开关包括两个版本的固定联系人和弹簧支持移动接触。春天拥有固定的联络交往活动和1对1电磁铁拉动产接触到对 面固定联系。电磁铁的电流中断所规定的行动的开关,因此开关不断迅速地回来。这种类型的机电开关逆变器,称为振动器或蜂鸣器,曾经在使用真空管汽车收音 机。一个类似的机制已用于门铃,蜂鸣器和纹身枪。

当他们成为收视率可以有足够的权力,晶体管和其他类型的各种半导体开关已纳入逆变电路的设计。

3.2 输出波形

变压器切换到逆变器输出的简单如上所述,当不耦合,产生方波电压波形,由于其简单的起飞和自然相对于正弦波波形通常是电源波形的交流电。用傅立叶分析,定期派波形的浪潮总和正弦一无穷级数。正弦波具有相同的频率与原始波形称为一个基本组成部分。另外正弦波,称为谐波,这是一系列包括在有频率是基波频率的整数倍数。

波形质量的逆变器输出可表示利用Fourier分析的数据来计算总谐波失真率(THD)。谐波失真是最根本的电压平方根除以谐波电压的平方的总和:

THD计算公式

的输出波形是由一个逆变器所需的质量取决于所连接的负载特性。 有些负载需要一个近乎完美的正弦波电压供应,以正常工作。 其他负载可能运行得非常好,方波电压。

3.3 先进设计

桥式逆变电路

桥式逆变电路与反平行二极管,晶体管开关和有许多不同的电源电路拓扑和控制策略的设计中使用的逆变器。不同的设计方法处理各种问题,可能会或多或少重要取决于使用方式的逆变器拟。

波形的质量问题可以解决在许多方面。电容器和电感器可用于过滤的波形。如果设计包括一个变压器,滤波可以应用到变压器的 初级或次级侧或两侧。低通滤波器的应用,使波形的基本组成部分传递给输出,同时限制通行谐波成分。 如果逆变器高频功率设计提供一个固定的,一个谐振器可 以使用。 对于可调频率逆变器,过滤器必须调整到一个频率的频率是最高的根本以上。

由于大多数负载包含电感,反馈整流器或反平行二极管通常连接在每个半导体开关提供了路径感性负载的峰值电流,当开关处于开启状态。在反平行二极管是有点类似的续流二极管用于交流/直流转换器电路。

傅立叶分析显示,波形,如方波,即大约180度点反对称只包含奇次谐波,第三,第五,第七等波形,具有一定的宽度和高度 的措施消除或“取消”额外谐波。 例如,通过插入之间的方波的正面和负面的部分零电压步,谐波是由3整除都可以被淘汰。这使得只有五,七,十一,十三等所 需宽度的步骤之一是为每个步骤,并积极和消极之一的零电压步骤六期各个时期的三分之一。

改变方波以上所述的例子脉宽调制器(PWM)。调节,或调节脉冲宽度的方波是经常被用来作为电压调节方法或调整逆变器的 输出。当电压控制,是不是必须的,一个固定的脉冲宽度可以选择,以减少或消除谐波的选择。谐波消除技术是普遍适用的最低谐波滤波是因为更有效地在低频率高 频率比。多脉冲宽度或承运人的开关频率载波频率。这些控制计划往往使用变频马达控制变频器,因为它们允许的频率调节范围的输出电压,同时也改善了波形质量。

多电平逆变提供另一种方法来消除谐波。 提供多级逆变器输出电压波形,一些展品的水平在多个步骤。 例如,它可以产生分 裂轨通过让更多的正弦波直流电压在两个中心的投入,或积极和消极的投入与地面。通过连接的铁路逆变器和负输出端的序列之间的铁路和地面正面,积极的轨道, 地面铁路和消极铁路,那么这两个在地上铁路,阶梯波形产生在逆变器输出。这是一个逆变器的例子,一个3层:两个电压和地面。

3.4 三相逆变器

3相逆变器星形连接负载

3相逆变器星形连接负载

三相逆变器是用于变频驱动,如高功率直流输电。一个基本的三相逆变器由三个单相逆变器开关端子每个连接到一个负载的三 个。对于最基本的控制方案,开关运作的三是协调,以便使工作在一个交换机的基本波形输出的每个60度点。这将创建一个线到线输出波形有六个步骤。这六个步 骤的波形,方波等零,负部分的电压之间的积极的一步的谐波是3的倍数而被淘汰,如上所述。当运营商基于PWM技术应用于六个步骤波形,基本的整体形状或波 形,对保留的倍数,使第三谐波及其被取消。

 

3相逆变器开关电路

3相逆变器开关电路显示6步切换顺序和终端之间的电压波形的A和C

为了建设有更高的额定功率逆变器,两个6步三相逆变器可连接在并行更高的额定电流或更高的电压等级系列。在这两种情况 下,输出波形相移,以获得一个12步的波形。如果额外的逆变器相结合,18步与三逆变器逆变器逆变器虽然通常为目的相结合等获得的电压或电流达到增加收视 率,波形的质量提高。

四.逆变器的应用

4.1 利用直流电源

逆变器设计,提供从12伏直流电汽车提供的源在115伏交流电。该单位证明可提供高达1.2交流电,或足够安培的电源260瓦特灯泡。

逆变器转换为一个直流源,如电的电池,太阳能电池板,或燃料电池与AC供电的电力可以在任何需要的电压,尤其是它可以操作交流电源设备的运行设计,生产或纠正在任何需要的直流电压。

电网逆变器配合饲料分销网络的能量可以回,因为它们产生交流电流频率相同的波的形状和所提供的分配制度。他们还可以关掉自动在一个事件的停电。

微型逆变器转换为交流电网电流电直接从个人到目前的太阳能电池板。

4.2 不间断电源

一个不间断电源(UPS)的使用电池和逆变器,交流电源供电时,主电源无法使用。当主电源恢复时,一个整流器是用来供应直流电源充电的电池。

4.3 感应加热

逆变器转换成低频交流电源主要以更高的频率使用的感应加热。要做到这一点,AC电源,首先纠正提供直流电源。该逆变器的直流电源,然后改变高频交流电源。

4.4 高压直流输电

随着高压直流输电,交流电源进行整流和高压直流电源传输到另一个位置。在接收的位置,一个一个逆变器在静止变流器厂电源转换回交流。

4.5 变频驱动器

变频驱动器控制电机的电源供应操作速度的交流电机和电压控制频率。一个逆变器提供可控的力量。在大多数情况下,变频驱动器包括一个整流器,使直流电源逆变电源为可提供从主交流。由于逆变器是一个关键组成部分,变频驱动器有时也被称为逆变器驱动器或只是逆变器。

4.6 电动车驱动器

调速电动机控制逆变器目前使用权力的牵引电动机在一些电动和柴油电动轨道车辆以及一些电池电动汽车和混合动力汽车在高速 公路,如丰田普瑞斯。变频技术的各种改进正在开发专门针对电动车辆的应用。车辆再生制动,发电机逆变电源也需要从作为一个汽车(现在的代理)和电池其存储 研究。

4.7 空调

一种调机<轴承逆变器的标签使用变频驱动器来控制电机的速度,从而使压缩机。

4.8 一般情况

一个变压器允许将交流电源转换为任何所需的电压,但在相同的频率。 变频器,加上直流整流器的,可以设计成任何转换电压,交流或直流,其他任何电压,也交流或直流,在任何所需的频率。 输出功率不能超过输入功率,但效率能高,具有余热为动力消耗小的比重。

4.9 警告

一些低功率逆变器有一个警告不要使用传统的日光灯照明。 这是由于功率校正电容器并联连接的灯用。 删除电容将解决这个问题来源请求。什么可能不知道的是,在双灯配件电容器可能连接在灯系列的第二,从而消除了这一问题,以及频闪效应的频率所造成的水管。

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