直流和交流:可以互相轉換or永遠都是對立?
發布時間:2015-12-16 責任編輯:susan
【導讀】在日常生活中,家裏的插座、jiedaoshangdedianbiaodeng,doushijiaoliudian。sihujiaoliudianyuzhiliudianzhijianshimeiyoujiaodiande,fangfoshizailianggebutongdelingyuli。qishi,liangzhezhijianyouzhexuduowomenbuzhidaodelianxi。
交流說:“我可以變身直流”
交流可以變直流,我們平時用的電腦,手機等等設備,都是直接適配器連接到流淌著交流電的插座中,而我們手機、電腦裏麵運行著的可是直流電哦。那麼,有疑惑了,既然電網發電、傳輸都在用交流電,為什麼這個時候又要變成直流電呢?
原因是這樣的,交流是在時間軸上以正弦規律波動,由0上升到最大,又由最大逐漸減小到0,再由0逐漸變為負的最大,然後再恢複到0。然而我們的手機、電dian腦nao等deng等deng電dian子zi元yuan器qi件jian是shi通tong過guo識shi別bie高gao低di電dian位wei來lai進jin行xing工gong作zuo的de,交jiao流liu電dian由you於yu其qi正zheng弦xian波bo動dong性xing,本ben身shen會hui產chan生sheng高gao低di電dian位wei,與yu電dian子zi元yuan器qi件jian的de邏luo輯ji判pan斷duan引yin起qi衝chong突tu。例li如ru電dian腦nao,有you電dian位wei則ze為wei1,無電位則為0,而交流電本身就會有過零點的電位。因此,交流電是無法為電子元器件工作的。
那麼,是誰來完成交流轉換到直流的這一工作呢?整流器,如下圖即為一款常見的整流器產品。

圖1 常見的整流器
在zai使shi用yong諸zhu如ru電dian腦nao這zhe類lei電dian器qi的de時shi候hou,我wo們men需xu要yao通tong過guo整zheng流liu器qi將jiang交jiao流liu變bian為wei直zhi流liu以yi供gong使shi用yong。例li如ru我wo們men平ping時shi使shi用yong的de洗xi衣yi機ji,其qi驅qu動dong馬ma達da使shi用yong的de是shi交jiao流liu電dian,而er控kong製zhi麵mian板ban上shang就jiu是shi經jing過guo整zheng流liu之zhi後hou的de直zhi流liu電dian。
直流表示不服:“我也會變交流”
那麼,是否會有直流變交流的場景呢?答案是肯定的。逆變器這種設備就是為了直流轉換成交流而誕生的。
簡單來說,逆變器是由逆變橋、控製邏輯和濾波電路組成。廣泛適用於空調、家庭影院、電動砂輪、電腦、電視等等,例如車載空調就需要逆變器將汽車蓄電池中的直流電轉變為交流電來工作。如下圖就是一款1000W的逆變器產品。

圖2 1000W逆變器
如何判斷一個逆變器的好壞呢?
從(cong)輸(shu)出(chu)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)來(lai)做(zuo)區(qu)分(fen)的(de)話(hua),可(ke)以(yi)將(jiang)逆(ni)變(bian)器(qi)分(fen)為(wei)單(dan)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)三(san)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)。單(dan)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)經(jing)過(guo)逆(ni)變(bian)之(zhi)後(hou)會(hui)產(chan)生(sheng)單(dan)相(xiang)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian),而(er)三(san)相(xiang)則(ze)是(shi)輸(shu)出(chu)三(san)相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)。如(ru)何(he)判(pan)斷(duan)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)好(hao)壞(huai)主(zhu)要(yao)從(cong)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)標(biao)準(zhun)來(lai)判(pan)斷(duan)。
1. 轉換效率
由於逆變器自身也會消耗電能,所以逆變器存在的一個天然屬性就是它無法將直流電能100%的完全轉換成交流。但是,轉換效率卻是我們判斷一個逆變器好壞的一個標準。在GB/T 20321標準中規定:在額定輸出狀態下,其輸出容量不大於2kVA的逆變器,效率應大於或等於80%;大於2kVA的逆變器,效率應大於或等於85%。如下圖,即對逆變器效率的實測。

圖3 E6500對逆變器效率的檢測
2. 紋波電壓
紋wen波bo電dian壓ya是shi指zhi直zhi流liu中zhong的de交jiao流liu成cheng分fen,直zhi流liu電dian壓ya本ben身shen應ying該gai是shi一yi個ge固gu定ding的de電dian壓ya值zhi,但dan是shi由you於yu一yi些xie逆ni變bian器qi中zhong的de濾lv波bo電dian路lu濾lv波bo不bu徹che底di,導dao致zhi會hui有you交jiao流liu成cheng分fen混hun合he到dao直zhi流liu中zhong。因yin此ci,通tong過guo檢jian測ce輸shu入ru端duan的de紋wen波bo電dian壓ya是shi一yi個ge檢jian測ce逆ni變bian器qi的de質zhi量liang的de有you效xiao手shou段duan。
3. 輸出交流的電能質量
逆(ni)變(bian)器(qi)在(zai)將(jiang)直(zhi)流(liu)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)交(jiao)流(liu)輸(shu)出(chu)之(zhi)後(hou),交(jiao)流(liu)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)是(shi)檢(jian)測(ce)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)指(zhi)標(biao)。輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)交(jiao)流(liu)如(ru)果(guo)存(cun)在(zai)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti),不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)影(ying)響(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv),減(jian)少(shao)逆(ni)變(bian)器(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),更(geng)有(you)可(ke)能(neng)給(gei)使(shi)用(yong)者(zhe)帶(dai)來(lai)生(sheng)命(ming)財(cai)產(chan)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。例(li)如(ru),由(you)逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)往(wang)往(wang)含(han)有(you)諧(xie)波(bo),下(xia)圖(tu)為(wei)E6500對交流的諧波檢測。

圖4 E6500檢測諧波
交jiao流liu和he直zhi流liu之zhi間jian的de互hu相xiang轉zhuan換huan是shi引yin起qi電dian能neng質zhi量liang問wen題ti的de根gen源yuan之zhi一yi,如ru交jiao流liu轉zhuan變bian到dao直zhi流liu的de過guo程cheng中zhong,輸shu出chu的de直zhi流liu可ke能neng夾jia帶dai交jiao流liu成cheng分fen,從cong而er引yin發fa對dui電dian子zi元yuan器qi件jian的de損sun毀hui。直zhi流liu逆ni變bian到dao交jiao流liu的de過guo程cheng中zhong,濾lv波bo不bu徹che底di,會hui給gei輸shu入ru端duan的de直zhi流liu造zao成cheng紋wen波bo電dian壓ya,影ying響xiang輸shu入ru端duan效xiao率lv。同tong時shi又you會hui給gei輸shu出chu端duan的de交jiao流liu帶dai來lai很hen多duo的de電dian能neng質zhi量liang問wen題ti。諸zhu如ru諧xie波bo、不平衡等等。
逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)整(zheng)流(liu)器(qi)在(zai)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)應(ying)用(yong)十(shi)分(fen)普(pu)及(ji),而(er)直(zhi)流(liu)交(jiao)流(liu)相(xiang)互(hu)轉(zhuan)換(huan),其(qi)中(zhong)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)卻(que)往(wang)往(wang)被(bei)忽(hu)視(shi)。而(er)這(zhe)些(xie)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)財(cai)產(chan)損(sun)失(shi)甚(shen)至(zhi)人(ren)生(sheng)安(an)全(quan)(如手機充電爆炸、汽車空調自燃等)。因此,對於電器的電能質量問題應當引起我們足夠的重視。
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