逆变器电流轨迹

逆变器连接直流电压不同如何改变电流方向

       有源逆变电路。逆变器电路的功能就是将直流电转换为交流电，也有称为直交变换器，它与整流电路刚好相反，逆变电路分为两种，一种是有源逆变电路，第二种是无源逆变电路，有源逆变电路是将直流电转换为与电网频率相同的交流电，再将该转换出的交流电送至交流电网，无源逆变电路是将直流电转化成某一频率或频率可调的交流电，再将该交流电送给用电设备，变频器中主要采用无源逆变电路。

逆变器电路图，帮我解释这个电路图的工作过程和原理。

        逆变器是一种把直流电能(电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220伏50Hz正弦波或方波)的装置。我们常见的应急电源，一般都是把直流电瓶逆变成220V交流的。简单来讲，逆变器就是一种将直流电转化为交流电的装置。

        不管是在偏远山村，或是野外需要或是停电应急，逆变器都是一个非常不错的选择。比较常见的是机房会用到的UPS电源，

       在突然停电时，UPS可将蓄电池里德直流电逆变成交流供计算机使用，从而防止因突然断电而导致的数据丢失问题。能够不间断地提供电源，具有一定的安全可靠

       性、稳定性。逆变器还可以与发电机配套使用，能有效地节约燃料、减少噪音，在风能、太阳能领域，逆变器更是必不可少。小型逆变器还可利用汽车、轮船、便携

       供电设备在野外提供交流电源。本文将介绍两种比较简单的逆变器原理图。

       性能优良的家用逆变电源电路图

       这种设计，材料易取，输出功率150W，本电路设计频率为300HZ左右，目的是缩小逆变变压器的体积、重量、输出波形方波。这款逆变电源可以用在停电时家庭照明，电子镇流器的日光灯，开关电源的家用电器等其他方面。这款逆变器较为容易制作，可以将12V直流电源电压逆变为220V市电电压，电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动，再通过BG1和BG2驱动，来控制BG6和BG7工作。其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电，这样可以使输出频率比较稳定。在制作时，变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。可根据需要，选择适当的12V蓄电池容量。

        高效率的正弦波逆变器电器图

       该电路用12V电池供电。先用一片倍压模块倍压为运放供电。可选取ICL7660或MAX1044。运放1产生50Hz正弦波作为基准信号。运放2作为反相器。

       运放3和运放4作为迟滞比较器。其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。运放4和开关管2也同样。它的开关频率不稳定。在运放1输出信号为正相时，运

       放3和开关管工作。这时运放2输出的是负相。这时运放4的正输入端的电位(恒为0)总比负输入端的电位高，所以运放4输出恒为1，开关管关闭。在运放1输

       出为负相时，则相反。这就实现了两开关管交替工作。

       

       当基准信号比检测信号，也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时，比较器输出0，开关管开，随之检测信号迅速提高，当检测信号比基

       准信号高一微小值时，比较器输出1，开关管关。这里要注意的是，在电路翻转时比较器有个正反馈过程，这是迟滞比较器的特点。比如说在基准信号比检测信号低

       的前提下，随着它们的差值不断地靠近，在它们相等的瞬间，基准信号马上比检测信号高出一定值。这个“一定值”影响开关频率。它越大频率越低。这里选它为

       0.1~0.2V。

        C3，C4的作用是为了让频率较高的开关续流电流通过，而对频率较低的50Hz信号产生较大的阻抗。C5由公式：50=算出。L一般为70H，制作时最好测一下。这样C为0.15μ左右。R4与R3的比值要严格等于0.5，大了波形失真明显，小了不能起振，但是宁可大一些，不可小。开关管的最大电流为：I==25A。

        现有的逆变器，有方波输出和正弦波输出两种。方波输出的逆变器效率高，对于采用正弦波电源设计的电器来说，除少数电器不适用外大多数电器都可适用，正弦波输出的逆变器就没有这方面的缺点，却存在效率低的缺点，如何选择这就需要根据自己的需求了。

       

       本文介绍了两种比较简单的逆变器，并给出了具体的电路图及原理分析。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态下，

       人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器可以满足我们的这种需求。

工频逆变器的双向电流形式的原理

       其原理主要包括以下几个方面：

       1、逆变器的输出端采用全桥电路结构。全桥电路包括4个开关管和4个二极管，通过对开关管的控制，可以实现电流在正向和反向两个方向的流动。

       2、逆变器的输出端采用LCL滤波器。LCL滤波器由电感、电容和电阻组成，可以有效地滤除高频噪声和谐波，使逆变器的输出电流形式更为稳定。

       3、逆变器的控制系统采用先进的DSP控制技术。DSP控制器可以实时监测逆变器的输出电流，对开关管进行精细的控制，从而实现电流在正向和反向两个方向的流动。

逆变器输出电流波形为何在顶部下限

逆变器输出电流波形在顶部下限的原因可能是与其工作原理和设计有关。

       ，逆变器通常是将直流电源转换为交流电源的设备。在这个过程中，逆变器会产生一个交流波形，这个波形的形状和幅度会受到逆变器设计和控制策略的影响。在逆变器设计中，输出电流波形的顶部下限通常是由逆变器的开关器件的工作状态和调制策略决定的。此外，还需要考虑逆变器所连接的负载特性。如果负载是感性的或者容性的，会对逆变器的输出电流波形产生影响，可能导致波形在顶部或者下限出现变化。

逆变器的工作原理

       逆变器的作用是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。工作原理如下：

       桥式逆变电路的开关状态由加于其控制极的电压信号决定，桥式电路的PN端加入直流电压Ud，A、B端接向负载。当T1、T4打开而T2、T3关合时，u0=Ud;相反,当T1、T4关合而T2、T3打开时，u0=-Ud。于是当桥中各臂以频率 f（由控制极电压信号重复频率决定）轮番通断时，输出电压u0将成为交变方波，其幅值为Ud。重复频率为f如图2所示，其基波可表示为把幅值为Ud的矩形波uo展开成傅立叶级数得：uo=4Ud/π （sinwt+1/3 sin3wt+1/5 sin5wt+...）由式可见,控制信号频率f可以决定输出端频率，改变直流电源电压Ud可以改变基波幅值，从而实现逆变的目的。

逆变器短路故障诊断

       在逆变器故障中，逆变桥IGBT的开路和短路故障占了相当大的比重，据统计，38%的逆变器故障是由逆变器的开关管引起的开关管的短路故障一般需要在微秒级的时间内检测到并给予排除，目前主要采用成熟的硬件检测和保护方案，本文不予讨论。

       开关管的开路故障可能由驱动板故障、线路接触不良或过电流烧毁等原因造成，此时往往不会立刻造成严重的后果，但会出现逆变器输出波形谐波增大、开关管承受电压电流应力增大、母线电容电压不平衡等问题，若不及时发现并排除故障，有可能会对逆变器造成进一步的损害。

       此前，国内外学者对逆变器故障诊断作了许多卓有成效的研究，主要可以分为基于电流、基于电压以及基于智能算法三类故障诊断方法

       提出一种基于傅里叶变换的归一化方法，实现了两电平逆变器单管开路故障诊断，解决了传统平均电流法在负载突变时容易发生误诊断的问题。归一化负载电流和负载电流在过零区域所持续的时间结合起来实现了两电平逆变器的多开关管开路诊断，比传统的归一化负载电流方法具有更高的可靠性。

       一个电流周期内的负载电流均值和负载电流绝对值均值结合起来实现了多开关管开路故障诊断，有效提高了故障诊断的鲁棒性利用电流矢量轨迹半径的变化实现了中点钳位（Neutral Point Clamped, NPC）型三电平逆变器的单管开路故障精确定位。逆变器输出侧负载电压和电流极性为故障特征，实现了NPC型三电平逆变器多开关管的开路故障诊断，具有诊断速度快、准确率高等优点，但需要额外增加电压传感器。

       提出一种基于支持向量机的故障诊断方法，利用故障电流轨迹的二维相对质心特征对故障进行分类，实现了两电平逆变器单管开路故障的准确定位，但小波分解和样本训练的运算量较大。

       逆变器输出电压为故障特征，采用神经网络对故障进行分类，实现了NPC型三电平逆变器开路故障的快速、准确诊断，但需要额外增加多个电压传感器，并且运算量较大。

       综上所述，基于电压的故障诊断方法增加了电路的复杂性；基于智能算法的故障诊断方法会大大增加故障诊断的运算和处理时间；基于电流的故障诊断方法不需要额外增加传感器，也不需要对采样信号作复杂的变换，只要提取一段时间内故障电流的信息，就能实现准确的故障诊断。

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