电源逆变器：它们是什么，它们如何工作？

什么是逆变器?

逆变器（或功率逆变器）是一个电力电子产品将直流电压转换为交流电压的装置。虽然小型电器使用直流电源，但大多数家用设备使用交流电源。因此，我们需要一种有效的方法将直流电源转换为交流电源。

逆变器是静态设备。它可以将一种形式的电力转换为其他形式的电力。但它不能产生电力。因此，逆变器是一个转换器，而不是一个转换器发电机．

它可以用作独立设备，例如太阳能或为家电提供后备电源。逆变器从电池中获取直流电源，在停电时转换成交流电源。

电力系统网络中使用的功率逆变器将批量直流电源转换为交流电源。即它在HVDC的接收端使用传输线．这个逆变器被称为一个栅极逆变器．

逆变器如何工作？

让我们通过一个例子来了解逆变器的工作。一个与a相关的一个灯泡电池．它是一个近距离的路径。因此，电流将流过灯​​泡。

灯泡有两个是'a'和'b'的终端。电池的正极和负极端子分别与“A”和'B'端子连接，并且灯泡将发光。

现在，更改电池的端子。灯泡也会在这种情况下发光。那么，这两种情况有什么区别？

在这里，有一件事是不同的，这是方向交流电流．

现在想象一下，您可以将电池旋转50或60 RPM。会发生什么？方向将改变50或60次。这类似于交流电源。并且频率为50或60 Hz。

这只是了解逆变器的工作原理。实际上，逆变器从未像这样工作，它没有旋转部件。

逆变器使用电源电子设备交换机如IGBT那Mosfet.．交换机的数量取决于逆变器的类型。

让我们以单相全桥逆变器的电路图来了解其工作原理。

有四个开关。与开关和负载连接的直流源。

当开关S1和S2接通时，S3和S4 OFF时，通过负载的电流方向在这种情况下是正的。它给出了交流输出的正半周期。

现在，开关S3和S4为ON, S1和S2为OFF。这当前的反方向流动的。它给出了交流输出的负半周。

交换机的开启和关闭时间决定了输出频率。逆变器的输出是方波。过滤器用于生成正弦波。

逆变器的类型

根据输出波形

有三种类型的逆变器。

• 方波逆变器
• 修改正弦波逆变器
• 正弦波逆变器

方波逆变器

这是最少使用但最简单的逆变器。该逆变器的输出波形是方波。家用电器和大多数所有适用于AC的设备，专为正弦波．

它将直线直流信号转换为相位移位AC信号。但输出不是纯粹的AC信号。这是最便宜的逆变器类型。

如果用方波逆变器连接设备，损耗会比较大。在最坏的情况下，设备可能会损坏。

这些类型的逆变器用于通过使用过滤器生成正弦波逆变器（例如，有源低通滤波器）。

修改正弦波逆变器

该逆变器也称为准波逆变器。该逆变器会产生靠近正弦波的信号。但它不能产生光滑的正弦波。

一个改进的正弦波逆变器在相移之前会产生一些停顿。它不像方波那样直接从正到负移相位。

该逆变器的结构比方波逆变器复杂，但比正弦波逆变器简单。

正弦波逆变器

这是最有效且复杂的逆变器类型。它生成纯正弦波，它是网格电源的类似波形。所有AC设备都设计用于正弦波信号。

通过修改输出波形，可以从方波逆变器产生正弦波。

这种逆变器造成了最少的损失。但这种逆变器的成本非常高。这种类型的逆变器广泛用于住宅和商业应用。

根据负载类型

交流电源有两种类型;单相和三相。因此，有两种类型的负载。根据这一点，有两种类型的逆变器：

• 单相逆变器
• 三相逆变器

单相逆变器

如果负载是单相，则逆变器用于运行单相逆变器的负载。有两种类型;

• 半桥逆变器
• 全桥式逆变器

单相半桥逆变器

二晶闸管（S1和S2）与两个反馈连接二极管（D1和D2）如下面的电路图所示。

供应电压分成相等的两部分。了解电阻负载的工作原理。

MODE-1

在此模式下，晶闸管S1为ON, S2为OFF。电流流动路径是V / 2-S1-B-RL-A-V / 2．

流过负载的电流是B到方向。负载上的电压为正v / 2。在此模式下，输出的正周期产生。

MODE-2

晶闸管S2为ON，S1在此模式下关闭。电流流动路径是V / 2-A-RL-B-S2-V / 2．

电流流过负载A到B方向。负载上的电压为负V / 2。在此模式下，输出的负周期生成。

单相全桥式逆变器

在全桥式逆变器中，使用四个晶闸管和四个反馈二极管。一个DC源应用于电路。

在半桥逆变器中，一次一个开关是在传导中。并且在全桥式逆变器中，两个交换机一次导通。

MODE-1

晶闸管S1和S2在此模式下闭塞，晶闸管S3和S4截止。电流流动路径是V-S1-A-RL-B-S2-V。

流过负载的电流来自A到B并制作正半周期。

MODE-2

晶闸管S3和S4亮起，晶闸管S1和S2关闭。电流流动路径是V-S3-B-RL-A-S4-V。

流过负载的电流来自B到A并制作输出的负半周期。

三相逆变器

通常，在行业和负载中使用的三相AC供应是三相。在这种情况下，用于运行此负载的三相逆变器。

在三相逆变器中，使用六个二极管和六个晶闸管。根据晶闸管的导通时间，该逆变器分为两种类型;

• 120度的操作模式
• 180度的操作模式

120度的操作模式

一次，两个晶闸管导通。所有晶闸管的导通时间为120度。这意味着，在接下来的240度的情况下，开关保持120度和关闭。

相位电压波形为准方波，线路电压波形为三步波形。

180度的操作模式

三个晶闸管一次导通。所有晶闸管的传导时间为180度。

线电压和相电压的形状与120度的操作模式相反。这里，对于相电压，波形是三步波和线电压，波形是准方波。

在180度的操作模式下，共同桥的两个晶闸管同时脱落。例如，在半周期（180度）S1上，下一个半周期S4亮起。因此，同时，S1正在关闭，S4正在接通。由于这种同时传导，源可能排序。

这个问题不会发生在120度的操作模式下。

逆变器的应用

逆变器的一些应用包括：

• 当主电源不可用时，一个不间断电源供应（UPS）使用电池和逆变器。
• 这逆变器在这方面使用HVDC传输线．它还用于连接两个异步交流系统。
• 太阳能电池板的输出是直流电源。这太阳能逆变器用于将DC电源转换为交流电源。
• 逆变器通过使用控制单元产生可变输出电压（闭环逆变器）。通过提供可变电压来控制逆变器的速度。例如，它用于冰箱压缩机电机，铁路运输，感应电机速度控制，电动车。
• 它可以将低频交流电源转换为更高频率的电源，用于感应加热．

谁发明了逆变器？

在逆变器发明之前，使用电动发电机组和旋转转换器将DC电力转换为AC电源。

工程术语“逆变器”是由大卫·普林斯在一篇题为《逆变器》的文章中首次提出的“逆变器”1925年。在本文中，价格将逆变器定义为A的倒数整流器．

在1925年之前，术语整流器已使用超过二十年。使用作为整流器直到二极管不可用的旋转转换器。当它用于将DC转换为AC时，称为“倒扶轮社”．

在电力电子开关的发明之后，转换器的新时代开始了。并增加逆变器的应用。这导致逆变器的进步。