逆变器、整流器、变压器的工作原理是什么?

鑫锐电气 2022-08-14 03:25 编辑:admin 77阅读

针对这个问题,我们可以从它们各自的功能和工作原理来简单了解一下。

一、逆变器、整流器、变压器的功能:逆变器:将直流电转变成交流电。

整流器:将交流电转变成直流电。

变压器:将交流电的电压值或者电流值改变。

二、逆变器的工作原理我们在夜市上看到有些商贩们直接从电动车的电瓶里面接电,然后点亮灯泡的情况,这里面就用到了逆变器(当然,如果直接点亮LED灯,是不需要逆变器的)。

我们知道,灯泡是需要220V交流电的,而电动车的蓄电池单节输出电压是直流12V,所以电动车的输出电压一般是48V(4节蓄电池串联),60V(5节蓄电池串联)等。那么有人不禁要问,电动车的电源输出是直流,而灯泡需要交流才能工作,他们怎么做到用直流电点亮灯泡呢?

其中的奥妙就是逆变器。逆变器一般由三大部分组成:滤波、逆变桥、逻辑控制等;主要包括输入接口、电压启动回路、MOS开关管、PWM控制器、直流变换回路、反馈回路、LC振荡及输出回路、负载等部分,可分为半桥逆变器、全桥逆变器等。

逆变器的工作原理大致是这样:由控制电路控制整个运行系统,逆变电路完成直流电转到交流电的转换、其次滤波电路把不需要的波信号给滤掉。

1、振荡电路将直流电转换为交流电;

2、线圈变压器升压把一些不规则的交流电变成方波交流电。

3、整流电路使得交流电经由方波变为正弦波交流电。

三、整流器的工作原理我们有时候会说,逆变器跟整流器干的活正好相反,上面我们已经了解了逆变器的功能和工作原理,那么整流器的工作原理也就很好理解了:把交流电变成直流电,并且用过滤波电路将直流电中的杂波滤掉,使直流电更稳定。

整流器一般由整流二极管或晶闸管组成交流变直流电路,电容构成滤波电路。

利用二极管的单向导电性,将直流电的正半周或负半周或正负半周的电流转变为方向一样的电流,电容将波动较大的直流电变为稳定的直流电。

滤波电路有好几种形式:电容滤波电路、电感滤波电路、RC滤波电路、LC滤波电路、有源滤波电路等等。

四、变压器的工作原理变压器主要是将交流电的电压或者电流大小改变。

变压器是利用电-磁和磁-电转换原理实现的。

如下图所示,当交流电压送到变压器的一次绕组两端时,有交流电流流过一次绕组,立即产生磁场,然后二次侧绕组产生感应电动势,因此就在二次绕组上产生了感应电压和电流(有回路的情况下)。

变压器既可以改变交流电压的大小,也可以改变交流电流的大小。

晶闸管是怎么逆变的?

晶闸管一般是指可控硅,可控硅一般不用来做逆变电路,因为可控硅的关断电路比较复杂,现在做逆变多用MOS管。

所谓逆变就是将直流转化为交流,一般通过MOS管来实现,最常用的逆变电路就是用NMOS搭建的桥式电路。以三相逆变为例,介绍一下逆变的两种方案。

1.NMOS

管搭建的逆变电路一般使用NMOS管来实现逆变电路,如下图所示是三相逆变常用的逆变电路,由六个NMOS管构成的桥式电路。在逆变时,上下桥臂的两个NMOS不同时导通,上管和相邻的下管轮换导通。六个MOS管需要六个输入信号来控制,输入信号有两种方案,:1)输入为PWM方波,输出梯形波;2)输入为SPWM,输出为正弦波。

2.PMW

实现逆变六个NMOS管的Gate极输入PWM波形,即输入的是方波,称为方波方案,其输出是梯形波。如下图所示,是BLDC的霍尔波形和三相输出波形,输出波形为梯形波,其梯形波由方波构成,每个梯形波开始处的尖峰脉冲是换相时导致的。

3.SPWM

实现逆变

除了方波之外,还有正弦波逆变,这个方案中,输入的波形也是方波,但是每个方波的占空比都不相同,波形的占空比越大所输出的幅值越高,用这种方式类比出正弦波。

无论是PWM驱动还是SPWM驱动,都是需要程序的,这个代码稍微有点复杂。在调试的时候要绝对注意,上下两管不能同时导通,很容易烧管子,所以要做好死区控制。逆变的整个过程是很庞大的一个工程,没法详细的表述,题主根据以上资料自己多分析一下。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。

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