逆變合閘開(kāi)關(guān)

1、逆變系統(tǒng)合閘控制電路的設(shè)計(jì)

逆變系統(tǒng)合閘控制電路一般有如下幾種形式：

（ 1）串聯(lián)延時(shí)繼電器

輸入側(cè)用全波不可控整流電路，直流輸入線上串接電阻與延時(shí)繼電器并聯(lián)器件，合閘前，繼電器常開(kāi)，合閘后，輸入電壓經(jīng)過(guò)限流電阻為輸入濾波電容，充電一段時(shí)間后就認(rèn)為輸入濾波電容上已經(jīng)充滿電壓，延時(shí)繼電器閉合，限流電阻短接。

如圖1所示，最大合閘浪涌電流為I_p=

式中Rs———輸入回路內(nèi)阻的等效電阻；

U———交流電源電壓的有效值。

Rs一般為線路接導(dǎo)線的電阻，數(shù)值很小，在合閘瞬間儲(chǔ)能電容近似把電源短路，這樣大的浪涌電流不僅會(huì)引起電源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的熔接，或使輸入熔斷器熔斷，在出現(xiàn)浪涌電流時(shí)產(chǎn)生的干擾會(huì)給系統(tǒng)控制電路與其他相鄰的用電設(shè)備帶來(lái)妨礙；就儲(chǔ)能電容器而言，多次反復(fù)地經(jīng)受大電流沖擊，性能將會(huì)逐漸變化?？傊?，合閘浪涌電流會(huì)引起一系列可靠性方面的問(wèn)題，必須設(shè)法加以抑制。限制合閘浪涌電

流的方法可在儲(chǔ)能電容回路中串入電阻R （見(jiàn)圖1），

加入 后的合閘電流 I_p=

（ 2）串聯(lián)可控繼電器

輸入側(cè)采用全波不可控整流電路，直流輸入線上串接電阻與繼電器并聯(lián)，合閘前，繼電器常開(kāi)，合閘后，輸入電壓經(jīng)過(guò)限流電阻與輸入濾波電容充電，控制電路檢測(cè)高壓直流電壓，當(dāng)輸入濾波電容上的電壓高到一定值時(shí)送控制信號(hào)，使繼電器閉合，限流電阻短接。可以控制逆變器的工作聯(lián)系，基極驅(qū)動(dòng)脈沖解除封鎖，啟動(dòng)功率轉(zhuǎn)換電路。如圖2所示，由于繼電器閉合時(shí)，輸入電壓與濾波電容上的電壓之間還是有一定之差，還存在拉弧現(xiàn)象，繼電器觸點(diǎn)的壽命還會(huì)受影響，所以可用可控硅代替繼電器。

（ 3）回路串聯(lián)晶閘管

電路圖如圖3所示。

圖3中用延時(shí)電路來(lái)觸發(fā)晶閘管，當(dāng)電源閉合之后，儲(chǔ)能電容通過(guò)電阻R充電。與此同時(shí)控制電路電源也加到延時(shí)電路上，由于最初電容Cy未充電，Vc=0，因此，比較器N輸出電壓為負(fù)值，晶體管V1不導(dǎo)通，光電耦合器V2不工作，大約經(jīng)T秒后，電容器Cy充電到電壓V1，以后，比較器的輸出為正，致使V1、V2導(dǎo)通，晶閘管Vt被觸發(fā)導(dǎo)通，限流電阻R被短接。延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間一般取儲(chǔ)能電容C充電時(shí)間常數(shù)的3~5倍，此時(shí)可以認(rèn)為儲(chǔ)能電容已充電完畢。

（ 4）串聯(lián)可控繼電器限流控制方案的改進(jìn)

電路的不足之處在于控制方案不太合理，可以對(duì)其做如下改進(jìn)，如圖4所示。當(dāng)輸入濾波電容上的電壓高到一定值時(shí)，U104A輸出變低，U104B輸出變高，在延時(shí)一段時(shí)間（ 1~2S），等輸入電壓與濾波電容上的電壓之差消除后，U104C輸出變高，控制繼電器閉合，然后再延時(shí)幾十毫秒給繼電器觸點(diǎn)一個(gè)機(jī)械動(dòng)作時(shí)間，U104D輸出變高，控制逆變電路工作。

以上改進(jìn)電路有很多優(yōu)點(diǎn)：

（1）使繼電器觸點(diǎn)零電流通斷，大大提高了繼電器的工作壽命；

（2）保證繼電器閉合后，逆變電路才工作；

（3）保證在整個(gè)合閘過(guò)程中限制輸入電流，沒(méi)有沖擊。

逆變功率轉(zhuǎn)換電路的工作方式分兩大類(lèi)：PFM和PWM方式，這兩種控制方式的基本點(diǎn)都是由一個(gè)可變的電平信號(hào)Vc來(lái)控制開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的。

由以上分析我們可設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使其在接到啟動(dòng)命令后便產(chǎn)生一個(gè)從零慢慢上升的電平，最后達(dá)到所需要的值，這就是一種軟啟動(dòng)的控制電路，如圖5所示。

在各種各樣的 和雙零開(kāi)關(guān)集成控制芯片中，一般都設(shè)計(jì)有軟啟動(dòng)控制電路，其外圍電路非常簡(jiǎn)單，一般在設(shè)置端對(duì)地加一只電容即可。

通過(guò)以上的分析和探討，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)逆變系統(tǒng)或裝置時(shí)，能充分考慮合閘控制和軟啟動(dòng)電路，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)合閘控制和軟啟動(dòng)電路方案，對(duì)改變逆變系統(tǒng)或裝置的性能提供一些方案。

幾乎所有的逆變系統(tǒng)或裝置都存在合閘和啟動(dòng)的問(wèn)題，具體說(shuō)就是以下幾個(gè)方面：

（1 ）在合閘前，高壓直流側(cè)的濾波電容上的電壓為零，若直接合閘，輸入電壓加在很小的輸入濾波電容上，對(duì)于沒(méi)有輸入濾波電感的逆變系統(tǒng)或裝置，則相當(dāng)于輸入短路，輸入沖擊電流很大。所以要有合閘控制電路以限制合閘輸入側(cè)的沖擊電流。

（2 ）在逆變電路啟動(dòng)工作前，對(duì)直流輸出的逆變或電源變換裝置來(lái)說(shuō)，輸出濾波電容上的電壓一般為零。對(duì)變頻器來(lái)說(shuō)，電機(jī)負(fù)載一般是不轉(zhuǎn)的。如果按正常開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)啟動(dòng)逆變電路工作，就會(huì)造成過(guò)流，所以在啟動(dòng)過(guò)程中，要控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，必須從零慢慢增加，這就是軟啟動(dòng)電路要完成的工作。

（3 ）合閘控制和軟啟動(dòng)電路的工作好壞，直接影響著逆變系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)、使用性能和工作可靠性。逆變系統(tǒng)或裝置合閘控制和軟啟動(dòng)的意義就在于通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)合閘控制和軟啟動(dòng)方案，改善合閘和啟動(dòng)幾個(gè)方面的性能和指標(biāo)。

高頻逆變器通過(guò)高頻dc/dc變換技術(shù)，將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l低壓交流電，然后經(jīng)過(guò)高頻變壓器升壓后，再經(jīng)過(guò)高頻整流濾波電路整流成通常均在300v以上的高壓直流電，最后通過(guò)工頻逆變電路得到220v工頻交流電供負(fù)載使用。 　分為：方波逆變器和階梯波逆變器。 　高頻逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)：高頻逆變器采用的是體積較小，重量較輕的高頻磁芯材料，以此來(lái)大大提高電路的功率密度，使得逆變電源的空載損耗很小，逆變效率得到了提高。通常高頻逆變器峰值轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上。但是它也有顯著的缺點(diǎn)，即高頻逆變器不能接滿負(fù)荷的感性負(fù)載，而且它的過(guò)載能力較差。2100433B

介紹了正弦波逆變器技術(shù)，闡述了正弦波逆變器發(fā)展中典型逆變方式的工作原理，以及典型逆變電路的工作過(guò)程。內(nèi)容包括:逆變器主電路的基本形式，如電壓型電流型...

逆變器按波弦性質(zhì)

主要分兩類(lèi)，一類(lèi)是正弦波逆變器，另一類(lèi)是方波逆變器。

正弦波逆變器輸出的是同我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娋W(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因?yàn)樗淮嬖陔娋W(wǎng)中的電磁污染。

方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，這樣，對(duì)負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。同時(shí)，其負(fù)載能力差，僅為額定負(fù)載的40－60%，不能帶感性負(fù)載。如所帶的負(fù)載過(guò)大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞負(fù)載的電源濾波電容。

針對(duì)上述缺點(diǎn)，出現(xiàn)了準(zhǔn)正弦波（或稱改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等等）逆變器，其輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個(gè)時(shí)間間隔，使用效果有所改善，但準(zhǔn)正弦波的波形仍然是由折線組成，屬于方波范疇，連續(xù)性不好。

總括來(lái)說(shuō)，正弦波逆變器提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動(dòng)任何種類(lèi)的負(fù)載，但技術(shù)要求和成本均高。準(zhǔn)正弦波逆變器可以滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價(jià)適中，因而成為市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品。方波逆變器的制作采用簡(jiǎn)易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于50年代的水平，將逐漸退出市場(chǎng)。

逆變器根據(jù)發(fā)電源的不同，分為煤電逆變器，太陽(yáng)能逆變器，風(fēng)能逆變器，核能逆變器。根據(jù)用途不同，分為獨(dú)立控制逆變器，并網(wǎng)逆變器。

世界上太陽(yáng)能逆變器，歐美效率較高，歐洲標(biāo)準(zhǔn)是97.2%，但價(jià)格較為昂貴，國(guó)內(nèi)其他的逆變器效率都在90%以下，但價(jià)格比進(jìn)口要便宜很多。

除了功率，波形以外，選擇逆變器的效率也非常重要，效率越高則在逆變器身上浪費(fèi)的電能就少，用于電器的電能就更多，特別是當(dāng)你使用小功率系統(tǒng)時(shí)這一點(diǎn)的重要性更明顯。

逆變器應(yīng)用領(lǐng)域

1、汽車(chē)上的逆變器所獲得的220V電，是220V 50HZ，高檔點(diǎn)的是正弦波的，便宜的一般是方波的。

正弦波的那種和接插座上用的電，是一樣的，而方波的其實(shí)也可以用，只不過(guò)如果用風(fēng)扇等有電機(jī)的設(shè)備，會(huì)有一些噪音，之所以用方波，就是因?yàn)檫@種調(diào)制方式成本比較低。一般，車(chē)載的這個(gè)逆變器，功率最大不過(guò)500瓦，空調(diào)一般都700多瓦。汽車(chē)?yán)锏目照{(diào)，包括那些大客車(chē)，都是讓引擎直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的，不是用電的，如果中間多一個(gè)電的轉(zhuǎn)換過(guò)程，損耗就更大了。而且也不好裝，還不如用汽車(chē)空調(diào)。

2、接筆記本，電視，碟機(jī)之類(lèi)的東西，只要在他的額定功率下使用，都沒(méi)問(wèn)題 但是需要注意 他是接在汽車(chē)蓄電池上的，雖然他一般都是11V就自動(dòng)保護(hù)斷電，避免電壓過(guò)低導(dǎo)致車(chē)無(wú)法啟動(dòng)，但是還是不適宜在引擎不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下用，所以如果用負(fù)載比較大，還是建議啟動(dòng)引擎。如果是給手機(jī)充電道沒(méi)什么問(wèn)題。

3、電動(dòng)車(chē)上，有一個(gè)叫DC-DC的模塊，他也叫 直流轉(zhuǎn)換器 ，這個(gè)模塊輸入48V，輸出12V，那么你只要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)12V輸入的車(chē)載逆變器就可以使用。當(dāng)然若你能買(mǎi)到48V輸入的逆變器更好，但估計(jì)很難買(mǎi)到 而且，這個(gè)模塊一般只能提供5A電流，最多不過(guò)10A，而且車(chē)燈什么的也要用，所以很容易過(guò)載。

建議：如果可以，多買(mǎi)一個(gè) 直流轉(zhuǎn)換器，這個(gè)轉(zhuǎn)換器專門(mén)給你那逆變器供電，然后如果直流轉(zhuǎn)換器只能提供5A，那么逆變器輸入就應(yīng)當(dāng)小于5A，否則可能會(huì)損壞那模塊， 當(dāng)然有一些直流轉(zhuǎn)換器電流是很大的，如果修車(chē)的地方?jīng)]有，可以到一些電器店或叫他們修理的給你進(jìn)一個(gè)大電流的，或者多個(gè)直流轉(zhuǎn)換器并聯(lián)也可以，總之，不要讓他過(guò)載就可以 。

4、城市軌道車(chē)輛上有一種vvvf牽引逆變器，用于變頻變壓，在列車(chē)牽引時(shí)將高壓（一般為dc750V或DC1500V）變?yōu)轭l率和電壓可調(diào)的三相電供給牽引電動(dòng)動(dòng)機(jī)使用，在制動(dòng)時(shí)可以把列車(chē)慣性帶動(dòng)牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)出的三相電能轉(zhuǎn)換為直流電反饋回電網(wǎng)或通過(guò)能量消耗模塊消耗掉。

逆變器在通信領(lǐng)域的主要應(yīng)用在于：

• 為直流電源提供交流輔助電源。

有些維護(hù)工具需要交流電源，直流電源無(wú)法提供交流電源，可借助逆變器提供。

• 為光伏并網(wǎng)電源系統(tǒng)提供DC-AC變換功能。

將太陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，輸入電網(wǎng)。