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整流和逆變的定義及區(qū)別

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:5771次  |  2020年02月12日  

整流:

整流是一種物理現(xiàn)象,指的是在相同的驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)下正向和逆向的電流幅值大小不同,英文名稱為:RecTIficaTIon.


在電力電子方面:將交流電變換為直流電稱為AC/DC變換,這種變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載,稱之為整流。


整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒄?fù)變化的交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓的電路。在交流電源的作用下,整流二極管周期性地導(dǎo)通和截止,使負(fù)載得到脈動(dòng)直流電。在電源的正半周,二極管導(dǎo)通,使負(fù)載上的電流與電壓波形形狀完全相同;在電源電壓的負(fù)半周,二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),承受電源負(fù)半周電壓,負(fù)載電壓幾乎為零。


整流方式有:半波整流、全波整流、橋式整流、異常整流。而二極管作為整流元件,需要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如選擇不當(dāng),則或者不能安全工作,甚至燒了管子,或者大材小用造成浪費(fèi)。


逆變

逆變電路有兩種:一種是有源逆變(將直流電變成和電網(wǎng)同頻率的交流電反送到電網(wǎng)中)另一種是無(wú)源逆變(將直流電變成為某一頻率或可變頻率的交流電直接供負(fù)載使用)。實(shí)現(xiàn)有源逆變有兩個(gè)條件:(外部條件)直流側(cè)要有直流電源,其方向要使晶閘管承受正向電壓,直流的輸出電壓大小有控制角α決定。(內(nèi)部條件)變流器工作在α>90區(qū)域,能保證晶閘管的大部分時(shí)間在電源的負(fù)半周導(dǎo)通,變流器的輸出電壓Ud<0.


變頻電路按變頻過(guò)程可分為兩類


1、按照變換過(guò)程可分為:交直交型和交交型兩種


2、交直交型可分為:交直交電壓型和交直交電流型,前者采用電容作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié),后者則采用電感


無(wú)源逆變:如果逆變輸出的交流電與電網(wǎng)無(wú)聯(lián)系,或者說(shuō),交流電僅供給具體用電設(shè)備,則這種逆變稱為無(wú)源逆變。其工作過(guò)程是直流電逆變器交流電用電器。(所謂無(wú)源是指逆變電路輸出與電網(wǎng)的交流電無(wú)關(guān)。)


無(wú)源逆變電路:將直流電轉(zhuǎn)換為頻率、幅值固定或可變的交流電并直接供給負(fù)載的逆變電路。


整流與逆變有何區(qū)別:

逆變器(inverter)是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220v50HZ正弦或方波)。應(yīng)急電源,一般是把直流電瓶逆變成220V交流的。通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱,錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等。


整流就是把交流強(qiáng)電變?yōu)橹绷魅蹼姷囊粋€(gè)過(guò)程,如各種開(kāi)關(guān)電源


逆變就是把直流弱電變?yōu)榻涣鲝?qiáng)電的一個(gè)過(guò)程,如各種電動(dòng)車


用最簡(jiǎn)單的一句話來(lái)說(shuō)就是,一個(gè)把交流變直流,一個(gè)把直流變交流。


整流電路和逆變電路是可控硅中頻電源的主要組成部分??煽毓柚蓄l電源先將交流電整流成直流電,再把直流電無(wú)源逆變成中頻交流電供給感應(yīng)器線圈。在出故障時(shí)可將整流回路拉至有源逆變區(qū)以抑制故障電流。


變頻器的整流與逆變

一般家用或工廠電氣設(shè)備,多采用交流電源,但在這些設(shè)備的控制部分,也少不了要用直流。至于電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備,它們的主要元器件,如IC電路、晶體管、顯像管等,必須要用直流供電。此外,工業(yè)上的電解、電鍍用電量特別大,是直流供電的大戶。


把交流變?yōu)橹绷鞣Q為整流。電解或電鍍廠必須配備的整流裝置,通稱整流器。一般情況用二極管即可進(jìn)行整流,二極管是半導(dǎo)體元件中的一種,其特點(diǎn)是只能讓一個(gè)方向的電流通過(guò),故又稱為整流元件,如圖1-2所示。



最常用的整流電路是單向橋式整流電路,其電路接線和工作原理如圖1-3所示。交流電壓u為正的期間,二極管VD1、VD2處于導(dǎo)通狀態(tài)(記為ON),在負(fù)荷電阻R上加正電壓u,ed=+u;而當(dāng)u為負(fù)時(shí),VD3、VD4導(dǎo)通;在負(fù)荷電阻R上加負(fù)電壓,ed=-u。由于橋式接法使平均電壓ed成為直流電壓,R上流過(guò)直流電流。


由圖1-3可見(jiàn),ed是單一方向的整流電壓,但存在較大的脈動(dòng)電流。在很多情況下,這種脈動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成不良影響,必須增設(shè)濾波電路才能得到平滑的直流。


把直流變?yōu)榻涣麟娏Φ慕粨Q稱為逆變(Inverter),用于逆變的裝置稱為逆變器。逆變器是變頻器的核心部件,其原理性電路如圖1-4所示。



圖中開(kāi)關(guān)S1和S2可以任意接向十側(cè)或一側(cè)。如果像圖1-4(b)所示控制S1和S2的動(dòng)作,則對(duì)于負(fù)荷上的電壓eL為矩形波的交流電壓。該交流電壓的頻率取決于開(kāi)關(guān)的切換速度。設(shè)開(kāi)關(guān)正負(fù)切換一個(gè)周期的時(shí)間為T,則f=T/1,T越大,f越低,可以自由進(jìn)行控制。


現(xiàn)在把圖1-4的原理性電路進(jìn)行實(shí)用化,把機(jī)械式的開(kāi)關(guān)S1、S2用高速的電子開(kāi)關(guān)代替,這類電力電子開(kāi)關(guān)很多,有晶閘管(VS)、晶體管(GTR)等多個(gè)品種可供選用。


可選用一種控制極可關(guān)斷的晶閘管(GTO)作為開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)成逆變器電路。GTO元件如圖1-5所示,它是一個(gè)三端的半導(dǎo)體整流元件,其陽(yáng)極為A,陰極為K,控制極為G。從控制極流入正方向電流,則GTO為通態(tài)(ON);而當(dāng)加入反方向電流,則GTO為斷態(tài)(OFF)。由于GTO的電流只能從A→K單方向流過(guò),若要滿足如圖1-4的開(kāi)關(guān)功能,則必須增加用二極管反并聯(lián)的續(xù)流電路。


GTO控制原理的說(shuō)明如圖1-5所示,通過(guò)控制極電流的正負(fù)變化進(jìn)行GTO的通斷控制。



GTO是一種半導(dǎo)體開(kāi)關(guān),ON、OFF的開(kāi)關(guān)速度和壽命均比機(jī)械開(kāi)關(guān)優(yōu)越得多。此外,由于制造技術(shù)的進(jìn)步,大容量的價(jià)格比較低的半導(dǎo)體器件層出不窮,促進(jìn)了逆變器在各個(gè)領(lǐng)域廣泛地得到應(yīng)用。


技術(shù)專區(qū)可用于高電壓測(cè)試的有源負(fù)載直流二倍壓升壓電路圖(CD4069/LTC3786/電容式倍壓升壓電路)直流二倍壓整流電路圖(多諧振蕩電路/時(shí)基電路NE555/變壓器)交流轉(zhuǎn)直流電路圖大全(逆變電源/升壓電源/交流直流轉(zhuǎn)換器)48v轉(zhuǎn)12v轉(zhuǎn)換器電路圖(五款48v轉(zhuǎn)12v轉(zhuǎn)換器電路原理圖詳解)

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