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        什么是逆變器?以及逆變器的發展史、電路描述及應用

        發布時間:2018-6-1 來源:萬家電器 發布者:萬家電器閱讀:3698次

        逆變器是一個電子裝置,以交變電流(交流)轉換直流電(DC)的,轉換后的交流可以在任何需要的電壓和頻率與適當的使用變壓器開關,控制電路。

        一.什么是逆變器


              逆變器是一個電子裝置,以交變電流(交流)轉換直流電(DC)的,轉換后的交流可以在任何需要的電壓和頻率與適當的使用變壓器開關,控制電路。


              靜態逆變器沒有移動零件,并在應用中使用范圍廣泛,從小型開關電源在計算機,大型電力公司的高壓直流電源的應用,運輸批量。逆變器通常用于交流電源供電,如從直流源太陽能電池板和電池。


              該逆變器是一種高功率電子振蕩器。是這樣命名,因為早期的機械交直流轉換器的工作提出了相反的,因此是轉換直流到交流。


              該逆變器執行相反的功能的一個整流器。



        二.逆變器的發展歷史

        2.1 早期變頻器


              從20世紀后期19世紀通過的中間,直流到交流電源轉換為完成使用旋轉轉換器或電動發電機組(鎂套)。在20世紀初真空管和 充氣管開始被用于逆變器的開關電路研究。 所用的管型最廣泛的是閘流管。


              機電變頻器的起源的解釋一詞源逆變器。早期的交流到直流轉換器使用了一個感應或同步交流電動機直接連接完全正確的時刻產 生直流發電機(發電機)換向器逆轉,使發電機在其連接。甲后來的發展是同步轉換器,其中電機和發電機電樞繞組合并為一,與滑環的一端和換向器在其他領域, 只有一幀。 結果要么是與交流中,直流輸出。 隨著1毫克,直流可以被認為是分開的交流產生;與同步轉換器,在一定意義上講,它可以被認為是“機械糾正交流”。由于右 輔助設備和控制設備,一毫克或旋轉轉換器可以“運行向后”,改為直流到交流。因此,一個逆變器是一個倒置的轉換器。


        2.2 控整流逆變器


              年初以來晶體管不應用提供足夠的電壓和電流逆變器最評級,這是1957年引進晶閘管或可控硅(晶閘管)的開始過渡到固態逆變電路。



        12脈沖線路換流電路



              在可控硅需求是電路設計中重點考慮晶閘管。可控硅不要關閉或整流時自動門控制信號關閉。他們只是關掉正向電流降至低于最 低持股電流,可控硅隨每一種過程,通過一些外部。對于源可控硅連接到交流電源,每次換自然發生的電壓極性反轉的來源。可控硅連接到直流電源通常需要強迫換 一種手段,迫使電流為零時的減刑是必需的。最不復雜的電路采用晶閘管自然換流,而不是被迫減刑。隨著電路除了強迫減刑,可控硅已用于上述類型的逆變器電路。


              在應用中傳送源逆變器直流電源功率從1到交流電源,它可以使用交流到直流整流電路控制模式下運行的反演。在反演模式,一控整流電路工作線路整流逆變器為。此操作型,可用于高壓直流輸電系統和再生制動系統的操作電機控制。


              另一種類型的可控硅逆變器電路是電流源輸入(CSI)的逆變器。深逆變器是一個雙重的六個步驟電壓源逆變器。隨著電流源 逆變器,直流電源配置為電流源,而不是一個電壓源。 該逆變器開關管采用了六個步驟順序指示負載電流波形作為加強當前1三相交流電。滬深逆變整流方法包括 負載并聯電容器減刑和減刑。 由于這兩種方法,輸入電流調節協助減刑。 隨著負載減刑,負載是一個同步電動機功率因數維持在領導力量。


              既然他們已經成為收視率可以在更高的電壓和電流,如半導體晶體管或IGBT的信號可以開啟關閉控制手段,已成為首選的開關電路元件逆變器的使用研究。


        2.3 整流器和逆變器脈沖數


              整流電路通常按脈搏數電流流向直流側輸入電壓的交流整流器的每個周期。一個單相半波整流是一個脈沖電路和單相全波整流是兩個脈沖電路。三相半波整流是三脈沖電路和三相全波整流是6脈沖電路。


              由于三相整流器,整流器兩個或兩個以上,有時串聯或并聯以獲得更高的電壓或額定電流。 整流器的輸入,提供從供應轉向產出相特種變壓器。這有相乘法效應。 6個階段是從兩個變壓器,12個階段,從3變壓器等。 關聯的整流電路是12脈沖整流器,18脈沖整流器等。


              當控整流電路中的反演模式運作,他們將被按脈沖數也。 整流電路有較高的脈沖數已減少了交流輸入電流諧波含量,降低紋波的直流輸出電壓。 反演模式,電路具有較高的脈沖數較低的交流輸出電壓波形的諧波含量。



        三.逆變器的電路描述



        簡單的逆變器電路1所示的機電開關和自動當量



        自動開關晶體管和兩個繞組的機械開關,安裝自動變壓器分裂執行裝置



        方波與正弦波的基本組成部分,3次諧波和五次諧波



        3.1 基本設計


              在一個簡單的變頻器電路,直流電源連接到變壓器的初級繞組通過中心抽頭的。A開關迅速來回切換,使電流回流到以下直流電源兩端的替代途徑之一,通過初級繞組,然后其他。 變壓器交替的方向目前在初級繞組產生的交變電流(交流)在二次回路。


              機電設備的開關包括兩個版本的固定聯系人和彈簧支持移動接觸。春天擁有固定的聯絡交往活動和1對1電磁鐵拉動產接觸到對 面固定聯系。電磁鐵的電流中斷所規定的行動的開關,因此開關不斷迅速地回來。這種類型的機電開關逆變器,稱為振動器或蜂鳴器,曾經在使用真空管汽車收音 機。一個類似的機制已用于門鈴,蜂鳴器和紋身槍。


              當他們成為收視率可以有足夠的權力,晶體管和其他類型的各種半導體開關已納入逆變電路的設計。


        3.2 輸出波形


              變壓器切換到逆變器輸出的簡單如上所述,當不耦合,產生方波電壓波形,由于其簡單的起飛和自然相對于正弦波波形通常是電源波形的交流電。用傅立葉分析,定期派波形的浪潮總和正弦一無窮級數。正弦波具有相同的頻率與原始波形稱為一個基本組成部分。另外正弦波,稱為諧波,這是一系列包括在有頻率是基波頻率的整數倍數。


              波形質量的逆變器輸出可表示利用Fourier分析的數據來計算總諧波失真率(THD)。諧波失真是最根本的電壓平方根除以諧波電壓的平方的總和:



        的輸出波形是由一個逆變器所需的質量取決于所連接的負載特性。 有些負載需要一個近乎完美的正弦波電壓供應,以正常工作。 其他負載可能運行得非常好,方波電壓。


        3.3 先進設計




              橋式逆變電路與反平行二極管,晶體管開關和有許多不同的電源電路拓撲和控制策略的設計中使用的逆變器。不同的設計方法處理各種問題,可能會或多或少重要取決于使用方式的逆變器擬。


              波形的質量問題可以解決在許多方面。電容器和電感器可用于過濾的波形。如果設計包括一個變壓器,濾波可以應用到變壓器的 初級或次級側或兩側。低通濾波器的應用,使波形的基本組成部分傳遞給輸出,同時限制通行諧波成分。 如果逆變器高頻功率設計提供一個固定的,一個諧振器可 以使用。 對于可調頻率逆變器,過濾器必須調整到一個頻率的頻率是最高的根本以上。


              由于大多數負載包含電感,反饋整流器或反平行二極管通常連接在每個半導體開關提供了路徑感性負載的峰值電流,當開關處于開啟狀態。在反平行二極管是有點類似的續流二極管用于交流/直流轉換器電路。


              傅立葉分析顯示,波形,如方波,即大約180度點反對稱只包含奇次諧波,第三,第五,第七等波形,具有一定的寬度和高度 的措施消除或“取消”額外諧波。 例如,通過插入之間的方波的正面和負面的部分零電壓步,諧波是由3整除都可以被淘汰。這使得只有五,七,十一,十三等所 需寬度的步驟之一是為每個步驟,并積極和消極之一的零電壓步驟六期各個時期的三分之一。


              改變方波以上所述的例子脈寬調制器(PWM)。調節,或調節脈沖寬度的方波是經常被用來作為電壓調節方法或調整逆變器的 輸出。當電壓控制,是不是必須的,一個固定的脈沖寬度可以選擇,以減少或消除諧波的選擇。諧波消除技術是普遍適用的最低諧波濾波是因為更有效地在低頻率高 頻率比。多脈沖寬度或承運人的開關頻率或載波頻率。這些控制計劃往往使用變頻馬達控制變頻器,因為它們允許的頻率調節范圍的輸出電壓,同時也改善了波形質量。


              多電平逆變提供另一種方法來消除諧波。 提供多級逆變器輸出電壓波形,一些展品的水平在多個步驟。 例如,它可以產生分 裂軌通過讓更多的正弦波直流電壓在兩個中心的投入,或積極和消極的投入與地面。通過連接的鐵路逆變器和負輸出端的序列之間的鐵路和地面正面,積極的軌道, 地面鐵路和消極鐵路,那么這兩個在地上鐵路,階梯波形產生在逆變器輸出。這是一個逆變器的例子,一個3層:兩個電壓和地面。


        3.4 三相逆變器



        3相逆變器星形連接負載



              三相逆變器是用于變頻驅動,如高功率直流輸電。一個基本的三相逆變器由三個單相逆變器開關端子每個連接到一個負載的三 個。對于最基本的控制方案,開關運作的三是協調,以便使工作在一個交換機的基本波形輸出的每個60度點。這將創建一個線到線輸出波形有六個步驟。這六個步 驟的波形,方波等零,負部分的電壓之間的積極的一步的諧波是3的倍數而被淘汰,如上所述。當運營商基于PWM技術應用于六個步驟波形,基本的整體形狀或波 形,對保留的倍數,使第三諧波及其被取消。





              3相逆變器開關電路顯示6步切換順序和終端之間的電壓波形的A和C


              為了建設有更高的額定功率逆變器,兩個6步三相逆變器可連接在并行更高的額定電流或更高的電壓等級系列。在這兩種情況 下,輸出波形相移,以獲得一個12步的波形。如果額外的逆變器相結合,18步與三逆變器逆變器逆變器雖然通常為目的相結合等獲得的電壓或電流達到增加收視 率,波形的質量提高。



        四.逆變器的應用

        4.1 利用直流電源


              逆變器設計,提供從12伏直流電汽車提供的源在115伏交流電。該單位證明可提供高達1.2交流電,或足夠安培的電源260瓦特燈泡。


              逆變器轉換為一個直流源,如電的電池,太陽能電池板,或燃料電池與AC供電的電力可以在任何需要的電壓,尤其是它可以操作交流電源設備的運行設計,生產或糾正在任何需要的直流電壓。


        電網逆變器配合飼料分銷網絡的能量可以回,因為它們產生交流電流頻率相同的波的形狀和所提供的分配制度。他們還可以關掉自動在一個事件的停電。


              微型逆變器轉換為交流電網電流電直接從個人到目前的太陽能電池板。


        4.2 不間斷電源


              一個不間斷電源(UPS)的使用電池和逆變器,交流電源供電時,主電源無法使用。當主電源恢復時,一個整流器是用來供應直流電源充電的電池。


        4.3 感應加熱


              逆變器轉換成低頻交流電源主要以更高的頻率使用的感應加熱。要做到這一點,AC電源,首先糾正提供直流電源。該逆變器的直流電源,然后改變高頻交流電源。


        4.4 高壓直流輸電


              隨著高壓直流輸電,交流電源進行整流和高壓直流電源傳輸到另一個位置。在接收的位置,一個一個逆變器在靜止變流器廠電源轉換回交流。


        4.5 變頻驅動器


              變頻驅動器控制電機的電源供應操作速度的交流電機和電壓控制頻率。一個逆變器提供可控的力量。在大多數情況下,變頻驅動器包括一個整流器,使直流電源逆變電源為可提供從主交流。由于逆變器是一個關鍵組成部分,變頻驅動器有時也被稱為逆變器驅動器或只是逆變器。


        4.6 電動車驅動器


              調速電動機控制逆變器目前使用權力的牽引電動機在一些電動和柴油電動軌道車輛以及一些電池電動汽車和混合動力汽車在高速 公路,如豐田普瑞斯。變頻技術的各種改進正在開發專門針對電動車輛的應用。車輛再生制動,發電機逆變電源也需要從作為一個汽車(現在的代理)和電池其存儲 研究。


        4.7 空調


              一種調機<軸承逆變器的標簽使用變頻驅動器來控制電機的速度,從而使壓縮機。


        4.8 一般情況


              一個變壓器允許將交流電源轉換為任何所需的電壓,但在相同的頻率。 變頻器,加上直流整流器的,可以設計成任何轉換電壓,交流或直流,其他任何電壓,也交流或直流,在任何所需的頻率。 輸出功率不能超過輸入功率,但效率能高,具有余熱為動力消耗小的比重。


        4.9 警告


              一些低功率逆變器有一個警告不要使用傳統的日光燈照明。 這是由于功率校正電容器并聯連接的燈用。 刪除電容將解決這個問題來源請求。什么可能不知道的是,在雙燈配件電容器可能連接在燈系列的第二,從而消除了這一問題,以及頻閃效應的頻率所造成的水管。

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