逆变器、整流器、变压器的工作原理是什么?
逆变器、整流器、变压器我们经常见到的是变压器,像逆变器、整流器从事相关职业的人接触的多。在生活中多数电器设备的供电电源以交流电为准,倘若市电异常,在一些重要场所的电器设备不能断电,因此只能用逆变器提供交流电,为后面维护争取些时间。
逆变器工作原理
逆变器简单的看就是将相应的直流电变成相应的交流电输出,为电器设备提供工作的交流电。基本构成由逆变桥、逻辑控制、滤波电路组成。理想化逆变器,其实输入多少直流电就能输出多少交流电,工作效率应该是百分百,但实际上是做不到的。比如一台UPS电源输出220VAC给控制站电源供电,采用12VDC蓄电池20节随之串联一起。因为逆变器本身工作就要消耗电,所以输入功率要大于输出功率才能保证输出交流电在220VAC左右。逆变器的本质就是将直流电转换成交流电,不改变输入电的大小,但输入电的方向是发生变化的。
变压器工作原理
变压器工作原理利用了电磁感应原理,变压主要取决于它的初级和次级线圈匝数。初级线圈匝数比次级线圈匝数等于初级线圈电压比次级线圈电压等于次级线圈电流比初级线圈电流。因此只要将变压器的初级线圈和次级线圈的匝数做相应改变,以此为基础就能做出升压变压器和降压变压器。所以说变压器只能将交流电的大小改变,交流电的方向始终不变。从发电机发出的电是需要经过升压变压器,便于远距离传输,然后到达目的地再由降压变压器降压成工业用电和民用电。
整流器工作原理
整流器的工作过程是将交流电转换成直流电,但是输出直流电波形任然属于不规则波形,因此需要整流。它的作用就是消除干扰杂波,稳定输出、提高电源系统瞬间放电能力。整流器其实利用二极管PN结单向导电特性将交流电变为直流电的二极管。由于利用了二极管的单向导电特性,整流器将交流电变为稳定的直流电,其输入电大小不发生改变,只是将交流电正负半轴电的方向变为方向一致。
逆变器和整流器,它们就是一个交直流电转换装置,电的大小不变,最终输出电的方向相比输入电的方向是发生变化的。而变压器它其实就是一个变压装置,改变交流电的大小,但交流电的方向始终没有变化,是为交流电的输送和交流用电而服务的一种变压装置。
针对,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。