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什么是整流和逆变,它们之间有啥差别?
文章来源:永阜康科技 更新时间:2017/12/20 12:48:00
整流
整流是一种物理现象,指的是在相同的驱动力推动下正向和逆向的电流幅值大小不同,英文名称为:RecTIficaTIon.
 
电力电子方面:将交流电变换为直流电称为AC/DC变换,这种变换的功率流向是由电源传向负载,称之为整流。
 
整流电路是利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下,整流二极管周期性地导通和截止,使负载得到脉动直流电。在电源的正半周,二极管导通,使负载上的电流与电压波形形状完全相同;在电源电压的负半周,二极管处于反向截止状态,承受电源负半周电压,负载电压几乎为零。
 
整流方式有:半波整流、全波整流、桥式整流、异常整流。而二极管作为整流元件,需要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当,则或者不能安全工作,甚至烧了管子,或者大材小用造成浪费。
 
逆变
逆变电路有两种:一种是有源逆变(将直流电变成和电网同频率的交流电反送到电网中) 另一种是无源逆变(将直流电变成为某一频率或可变频率的交流电直接供负载使用)。实现有源逆变有两个条件:(外部条件)直流侧要有直流电源,其方向要使晶闸管承受正向电压,直流的输出电压大小有控制角α决定。(内部条件)变流器工作在α>90°区域,能保证晶闸管的大部分时间在电源的负半周导通,变流器的输出电压Ud<0.
 
变频电路按变频过程可分为两类
1、按照变换过程可分为:交直交型和交交型两种
2、交直交型可分为:交直交电压型和交直交电流型,前者采用电容作为储能环节,后者则采用电感
 
无源逆变:如果逆变输出的交流电与电网无联系,或者说,交流电仅供给具体用电设备,则这种逆变称为无源逆变。其工作过程是直流电——逆变器——交流电——用电器。(所谓“无源”是指逆变电路输出与电网的交流电无关。)
 
无源逆变电路:将直流电转换为频率、幅值固定或可变的交流电并直接供给负载的逆变电路。
 
整流与逆变有何区别:
逆变器(inverter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。应急电源,一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等 。
 
整流就是把交流强电变为直流弱电的一个过程,如各种开关电源
 
逆变就是把直流弱电变为交流强电的一个过程,如各种电动车
 
用最简单的一句话来说就是,一个把交流变直流,一个把直流变交流。
 
整流电路和逆变电路是可控硅中频电源的主要组成部分。可控硅中频电源先将交流电整流成直流电,再把直流电无源逆变成中频交流电供给感应器线圈。在出故障时可将整流回路拉至有源逆变区以抑制故障电流。
 
变频器的整流与逆变
一般家用或工厂电气设备,多采用交流电源,但在这些设备的控制部分,也少不了要用直流。至于电视机、录音机、计算机等电子设备,它们的主要元器件,如IC电路、晶体管、显像管等,必须要用直流供电。此外,工业上的电解、电镀用电量特别大,是直流供电的大户。
 
把交流变为直流称为整流。电解或电镀厂必须配备的整流装置,通称整流器。一般情况用二极管即可进行整流,二极管是半导体元件中的一种,其特点是只能让一个方向的电流通过,故又称为整流元件,如图1-2所示。
 
 
最常用的整流电路是“单向桥式整流电路”,其电路接线和工作原理如图1-3所示。交流电压u为正的期间,二极管VD1、VD2处于导通状态(记为ON),在负荷电阻R上加正电压u,ed=+u;而当u为负时,VD3、VD4导通;在负荷电阻R上加负电压,ed=-u。由于桥式接法使平均电压ed成为直流电压,R上流过直流电流。
 
由图1-3可见,ed是单一方向的整流电压,但存在较大的脉动电流。在很多情况下,这种脉动会对设备运行造成不良影响,必须增设滤波电路才能得到平滑的直流。
 
把直流变为交流电力的交换称为逆变(Inverter),用于逆变的装置称为逆变器。逆变器是变频器的核心部件,其原理性电路如图1-4所示。
 
 
图中开关S1和S2可以任意接向十侧或一侧。如果像图1-4(b)所示控制S1和S2的动作,则对于负荷上的电压eL为矩形波的交流电压。该交流电压的频率取决于开关的切换速度。设开关正负切换一个周期的时间为T,则f=T/1,T越大,f越低,可以自由进行控制。
 
现在把图1-4的原理性电路进行实用化,把机械式的开关S1、S2用高速的电子开关代替,这类电力电子开关很多,有晶闸管(VS)、晶体管(GTR)等多个品种可供选用。
 
可选用一种控制极可关断的晶闸管(GTO)作为开关来构成逆变器电路。GTO元件如图1-5所示,它是一个三端的半导体整流元件,其阳极为A,阴极为K,控制极为G。从控制极流入正方向电流,则GTO为通态(ON);而当加入反方向电流,则GTO为断态(OFF)。由于GTO的电流只能从A→K单方向流过,若要满足如图1-4的开关功能,则必须增加用二极管反并联的续流电路。
 
GTO控制原理的说明如图1-5所示,通过控制极电流的正负变化进行GTO的通断控制。
 
 
GTO是一种半导体开关,ON、OFF的开关速度和寿命均比机械开关优越得多。此外,由于制造技术的进步,大容量的价格比较低的半导体器件层出不穷,促进了逆变器在各个领域广泛地得到应用。
 
 
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