將直流電轉換為交流電:逆變器的基本原理
發布時間:2024-07-12 責任編輯:lina
【導讀】chuantongshang,zhiliudianyuanzhuanhuanshitongguodiandongfadianjizushixiande,qizhongshiyongzhiliudianyuanyunxingdedianjizhijiezhuandongfadianjiyichanshengsuoxudejiaoliudianyuan。yucixiangfan,qudongzhiliufadianjidejiaoliudianjichengweizhuanhuanqi,yincidangyingyongyuzhiliudaojiaoliufadianjizushi,mingchengweinibianqi,gaimingchengbeibaoliuxialai。lingyizhongbanbenshiyonganzhuangzaizhenkongguanzhongdejixiekaiguanjigou,gaijizhiyishidangdejiangeqiehuanzhiliudiandejixing。
什麼是逆變器?
大(da)多(duo)數(shu)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)都(dou)包(bao)括(kuo)一(yi)個(ge)稱(cheng)為(wei)整(zheng)流(liu)器(qi)的(de)部(bu)分(fen),該(gai)整(zheng)流(liu)器(qi)將(jiang)輸(shu)入(ru)的(de)交(jiao)流(liu)波(bo)轉(zhuan)換(huan)為(wei)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)。但(dan)是(shi),我(wo)們(men)不(bu)能(neng)總(zong)是(shi)依(yi)賴(lai)來(lai)自(zi)建(jian)築(zhu)物(wu)主(zhu)電(dian)源(yuan)的(de)交(jiao)流(liu)輸(shu)入(ru)到(dao)我(wo)們(men)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)。
逆變器是一種將直流電 (DC) 轉換為交流電 (AC) 的設備。逆變器有許多用途和可以找到逆變器的常見地方,包括:
工業製造
可再生能源(風力發電機和太陽能發電場)
備用電池係統
交流電機變速驅動器
電動車
逆變器將直流電轉換為交流電
chuantongshang,zhiliudianyuanzhuanhuanshitongguodiandongfadianjizushixiande,qizhongshiyongzhiliudianyuanyunxingdedianjizhijiezhuandongfadianjiyichanshengsuoxudejiaoliudianyuan。yucixiangfan,qudongzhiliufadianjidejiaoliudianjichengweizhuanhuanqi,yincidangyingyongyuzhiliudaojiaoliufadianjizushi,mingchengweinibianqi,gaimingchengbeibaoliuxialai。lingyizhongbanbenshiyonganzhuangzaizhenkongguanzhongdejixiekaiguanjigou,gaijizhiyishidangdejiangeqiehuanzhiliudiandejixing。
大(da)多(duo)數(shu)現(xian)代(dai)逆(ni)變(bian)器(qi)都(dou)用(yong)作(zuo)固(gu)態(tai)設(she)備(bei),不(bu)需(xu)要(yao)移(yi)動(dong)部(bu)件(jian)即(ji)可(ke)將(jiang)直(zhi)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)為(wei)交(jiao)流(liu)電(dian)。這(zhe)使(shi)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)創(chuang)造(zao)更(geng)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)並(bing)提(ti)供(gong)更(geng)好(hao)的(de)效(xiao)率(lv)。逆(ni)變(bian)器(qi)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za),可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)力(li),甚(shen)至(zhi)能(neng)夠(gou)為(wei)敏(min)感(gan)的(de)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)供(gong)電(dian)。清(qing)潔(jie)的(de)正(zheng)弦(xian)電(dian)源(yuan)對(dui)於(yu)使(shi)用(yong)逆(ni)變(bian)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)的(de)電(dian)機(ji)和(he)敏(min)感(gan)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。
逆變器如何工作?
大多數現代逆變器利用某種形式的 H qiaodianlulaigaibianzhiliudiandejixing。zaidaduoshuqingkuangxia,xuyaofangdajiaodidianyadezhiliudianliuyipipeitajiangtigongdejiaoliudiandedianya。qiehuanzhiliudianyadexingweiziranhuichanshengjiaoliudian,yinweiyuanzeshang,jiaoliudianyuanshizaitedingpinlvxiaqiehuanjixingdedianliu。
H 橋由四個開關組成,可用於通過 H 形電路切換負載的極性,因此電流可以根據開關方向沿任一方向流過 H 這些電路通常用於反轉電機極性,如下圖所示。
用於電機控製的H橋電路
圖2.一個簡單的H橋電路可用於有效地切換直流極性。圖片由作者提供
基本的 H 橋可以以正確的頻率提供交流電,但功率輸出的波形與電網應提供的波形不同。
當直流電源極性通過Hqiaoqiehuanshi,dedaodeboxingshifangxingde。duiyumouxieyingyong,zhiyaobopinzaishidangdefanweinei,fangboxingjiubuhuiyouhai,danshi,duiyugengmingandedianqishebeihejiaoliudianjideyunxing,tamenkenenghuichuxianwenti。zhexiemingandedianzishebeixuyaochunzhengxianjiaoliudianboxingcainengzhengchangyunxingheyanchangshiyongshouming,yinweifangbohuisunhuaimouxieshebei。
逆變器的種類
逆ni變bian器qi可ke以yi根gen據ju它ta們men產chan生sheng的de交jiao流liu電dian源yuan類lei型xing進jin行xing分fen類lei。電dian網wang產chan生sheng的de交jiao流liu電dian是shi純chun正zheng弦xian形xing狀zhuang的de,根gen據ju正zheng弦xian波bo的de形xing狀zhuang在zai高gao壓ya和he低di壓ya之zhi間jian平ping滑hua交jiao替ti。
由於基本的Hqiaozaijishushangzhinengzhengxianghuofanxiangqiehuandianya,yincizaibutianjiayuanjiandeqingkuangxia,tamenwufazhijieshixianzhengxianboxing。suotianjiayuanjiandefuzaxingjuedinglemeizhongnibianqichanshengdeboxing。nibianqichanshengdesanzhongchangjiandeboxingshi:
方波形
修正正弦波
純正弦波
這些類型的逆變器的名稱相當直觀,每個逆變器的成本與它們實現正弦交流波形的接近程度直接相關。
方波逆變器
方波逆變器隻是一個 H qiaokaiguandianliujixing,yichuangjianzhengquezhouqihefududeboxing。youyuzhezhongnibianqichanshengdejiaoliudianyuandexingzhi,zhezhongnibianqideyingyongshoudaoxianzhi。fangbonibianqishijiandandenibianqisheji,juyoudichengbendetedian,zaimouxieqingkuangxiabigaijindezhengxianbohuochunzhengxianbonibianqijuyougenggaodexiaolv。
根gen據ju應ying用yong的de不bu同tong,方fang波bo逆ni變bian器qi可ke以yi創chuang建jian一yi種zhong簡jian單dan且qie經jing濟ji高gao效xiao的de方fang式shi將jiang直zhi流liu電dian轉zhuan換huan為wei交jiao流liu電dian,隻zhi要yao被bei供gong電dian的de設she備bei不bu受shou非fei正zheng弦xian波bo形xing交jiao流liu電dian的de不bu利li影ying響xiang。
改進的正弦波逆變器
改進的正弦波逆變器使用 H 橋電路和高速開關。在改進的正弦波逆變器中,直流電源通過 H 橋交替供電,而高速開關以平均電壓模擬正弦波形交流電源的方式脈衝電流。微控製器使用不同的開關脈衝(稱為脈寬調製或PWM)來切換電源,以便任何時間段的平均電壓模擬波周期中正弦功率的預期電壓。
這zhe種zhong開kai關guan作zuo用yong的de結jie果guo是shi一yi個ge階jie梯ti階jie梯ti波bo形xing,其qi形xing狀zhuang更geng接jie近jin正zheng弦xian波bo的de形xing狀zhuang,但dan它ta仍reng然ran不bu完wan全quan是shi正zheng弦xian波bo。對dui於yu許xu多duo應ying用yong,這zhe種zhong類lei型xing的de交jiao流liu電dian源yuan是shi可ke以yi接jie受shou的de,並bing且qie可ke用yong於yu大da多duo數shu類lei型xing的de電dian子zi和he電dian機ji應ying用yong。
比較純正弦波和修正正弦波
純正弦波逆變器
純(chun)正(zheng)弦(xian)波(bo)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)與(yu)改(gai)進(jin)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)逆(ni)變(bian)器(qi)相(xiang)同(tong),但(dan)是(shi)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)來(lai)進(jin)一(yi)步(bu)將(jiang)改(gai)進(jin)後(hou)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)細(xi)化(hua)為(wei)與(yu)電(dian)網(wang)電(dian)源(yuan)非(fei)常(chang)相(xiang)似(si)的(de)波(bo)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)點(dian),修(xiu)改(gai)後(hou)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)輸(shu)出(chu)通(tong)過(guo)LC電路。
基本的LC電路由電感器(L)和電容器(C)組zu成cheng,電dian容rong器qi可ke以yi用yong作zuo電dian諧xie振zhen器qi,將jiang並bing排pai的de樓lou梯ti平ping滑hua成cheng可ke通tong行xing的de正zheng弦xian形xing狀zhuang。波bo形xing的de形xing狀zhuang就jiu像xiang電dian網wang產chan生sheng的de電dian力li。純chun正zheng弦xian波bo逆ni變bian器qi產chan生sheng的de功gong率lv對dui於yu敏min感gan設she備bei具ju有you更geng高gao的de質zhi量liang,但dan與yu改gai進jin的de正zheng弦xian波bo或huo方fang波bo逆ni變bian器qi相xiang比bi,效xiao率lv較jiao低di。
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