逆變器是將直流電(DC)轉(zhuǎn)換為交流電(AC)的設(shè)備,從而滿足交流負(fù)載的用電需求。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),逆變器可分為高頻逆變器和工頻逆變器。
高頻逆變器
高頻逆變器首先通過高頻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)過高頻變壓器升壓后,再經(jīng)過高頻整流濾波電路整流成通常均在300V以上的高壓直流電,最后通過工頻逆變電路得到220V工頻交流電供負(fù)載使用。
由于高頻逆變器采用的是體積小,重量輕的高頻磁芯材料,因而大大提高了電路的功率密度,從而使逆變電源的空載損耗很小,逆變效率得到提高。通常,用于中小型PVS中的高頻逆變器,其峰值轉(zhuǎn)換效率能達(dá)90%以上。
工頻逆變器
工頻逆變器首先把直流電逆變成工頻低壓交流電,再通過工頻變壓器升壓成220V,50Hz的交流電供負(fù)載使用。
它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,各種保護(hù)功能均可在較低電壓下實(shí)現(xiàn)。因其逆變電源與負(fù)載之間存有工頻變壓器,故逆變器運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、過負(fù)荷能力和抗沖擊能力強(qiáng),且能夠抑制波形中的高次諧波成分。然而,工頻變壓器也存在笨重和價(jià)格高的問題,而且其效率也比較低。按目前水平制作的小型工頻逆變器,其額定負(fù)荷效率一般不超過90%,同時(shí)因工頻變壓器在滿負(fù)荷和輕負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)鐵損基本不變,因而使其在輕負(fù)荷下運(yùn)行的空載損耗較大,效率也較低。
高頻逆變器和工頻逆變器重量對比
同功率的逆變器工頻逆變器遠(yuǎn)重于高頻逆變器,高頻逆變器的體積小,重量輕,效率高,空載負(fù)荷低,但不能接滿負(fù)荷的感性負(fù)載,且過載能力差。
高頻逆變器和工頻逆變器的工作原理對比
高頻逆變器電路較復(fù)雜,高頻逆變器通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成。IGBT可以通過控制加在門極的驅(qū)動(dòng)來控制其開通與關(guān)斷,IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾千赫到幾十千赫,甚至高達(dá)上百千赫,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻逆變器,因此稱為高頻逆變器。
工頻逆變器是以傳統(tǒng)的模擬電路原理設(shè)計(jì),由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻逆變器。
高頻逆變器和工頻逆變器的轉(zhuǎn)換效率對比
工頻逆變器沒有高頻逆變器轉(zhuǎn)換效率高,因?yàn)閷⒎彪s的硬件模擬電路燒錄于微處理器中,以軟件程序的方式來控制逆變器的運(yùn)行。高頻逆變器除了體積大大縮小,其轉(zhuǎn)換效率也提高了。
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