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2个回答
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这一切,仍旧要回归逆变器的功能——将直流电(DC)转化为正弦交流电(AC)。如下图所示,左边为直流电,而右边为正弦交流电——随着时间的变化,电压增加再减少,最后低于零,再增加,不断重复。
那正弦交流电是怎么产生的呢?这个涉及到两步,第一步是产生方形交流电,第二步使得方形成为正弦型。 第一步:产生方形交流电。 其实一开始使用的交流电没有这么多的变化,波形如下图所示。这是最基本的交流电——产生正的电压,再产生负的电压,不断重复。 要实现方形交流电,由波形就可以看出,只要让流经电动机的电流一会是正向的,一会反向就行了。为了实现这样的效果,有这么一种四个开关的电路,如下图所示,AB 两点接电动机。标准的名字呢,是全桥逆变电路。 这时候你就明白了,只需要控制开关不停的切换,就可以使得流过电动机的电流不断的从正到负变换了。这就是产生方波交流电的原理。每切换两次开关,就是一次交流电的周期。如果你一秒切换两次,那么输出的交流电的频率就是 1Hz。 日常生活中的交流电的频率一般为 50Hz(中国)或 60Hz(美国),而无线电威廉希尔官方网站 中涉及的交流电频率一般较大,达到 kHz,甚至 MHz 的度量。这么高的切换速度,没有人可以做到,而这样的开关,所有的机械操作也做不到。 这时候,MOSFET 登场了。MOSFET 每秒可以开关数千次,而使用 SiC 制成的 MOSFET 更是可以承受 kHz 以上的频率,这就是所谓的高频器件。 这样,我们就完成了第一步,使用四个 MOSFET 制成的开关电路实现方形交流电的输出。但是,方波切换的不连续,会使得电动机的损耗大大增加,甚至产生破坏和噪音。接下来,就是将方形交流电转化为正弦交流电。 第二步:将方形交流电转化为正弦交流电 这里需要用到的威廉希尔官方网站 叫做脉冲宽度调制——也就是改变切换开关的持续时间。一开始持续时间短,这样平均下来就小了。中间持续时间长些,就有最大值了。用相同的时间宽度去处理这些信号,那就慢慢从数字信号转化为模拟信号了。脉冲宽度调节的越小,得到的信号就越接近正弦波。 那么,如何控制开关的持续时间呢?这里引入了两个比较器。比较器的第一个作用是防止电路短路,也就是开关 S1 和 S2 是不会不会同时开通,开关 S3 和 S4 是不会不会同时开通;第二个作用是比较三角波交流电和正弦波交流电(这两个信号来源于其他电路),形成电动机的电压差,也就是控制 MOSFET 的开关。这些电路就是逻辑电路,同样可以使用 SiC 器件实现。 为了使得曲线更加平滑,还可以再接上电容和电感等储能元件,或者说滤波元件。电感用来平滑电流曲线,电容用来平滑电压曲线。这时候,就得到了正弦交流电。 这时候,使用的电源只有一个电压。如果引入更多的电压值,那可以得到更加精细的正弦波。这种威廉希尔官方网站 叫做多重电压逆变威廉希尔官方网站 ,可以用在电动汽车、风力发电机等需要更加精细的交流电的场合。 频率控制电动车的速度,振幅控制电动车的动力,这样,逆变器的原理你就学会了。 举个逆变器的实例,是不是看得懂了呢? |
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不错的文章,作者辛苦了,希望多多交流
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