牵引逆变器电容如何放电

简单的逆变器电路分析

       这里介绍的逆变器（见图）主要由MOS场效应管，普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率，免除了烦琐的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。

电路图

       工作原理

这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。

       方波信号发生器（见图3）

       这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。由于元件的误差，实际值会略有差异。其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路。

       场效应管驱动电路

这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。由于元件的误差，实际值会略有差异。其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路。

       场效应管驱动电路

       由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V，为充分驱动电源开关电路，这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图4所示。

       MOS场效应管电源开关电路。

       这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS场效应管的工作原理。

       图5

MOS场效应管也被称为MOSFET，既MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor（金属氧化物半导体场效应管）的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。由图可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。

       图6

       为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。如图6所示，我们知道在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极，N端接正极）时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。

       图7a图7b

       对于场效应管（见图7），在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中（见图7b），从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想像为两个N型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。图8给出了P沟道的MOS场效应管的工作过程，其工作原理类似这里不再重复。

       图8

下面简述一下用C-MOS场效应管（增强型MOS场效应管）组成的应用电路的工作过程（见图9）。电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道MOS场效应管组合在一起使用。当输入端为低电平时，P沟道MOS场效应管导通，输出端与电源正极接通。当输入端为高电平时，N沟道MOS场效应管导通，输出端与电源地接通。在该电路中，P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作，其相位输入端和输出端相反。通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。同时由于漏电流的影响，使得栅压在还没有到0V，通常在栅极电压小于1到2V时，MOS场效应管既被关断。不同场效应管其关断电压略有不同。也正因为如此，使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。

       由以上分析我们可以画出原理图中MOS场效应管电路部分的工作过程（见图10）。工作原理同前所述。这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信号通过变压器的低压绕组时，会在变压器的高压侧感应出高压交流电压，完成直流到交流的转换。这里需要注意的是，在某些情况下，如振荡部分停止工作时，变压器的低压侧有时会有很大的电流通过，所以该电路的保险丝不能省略或短接。

       制作要点

电路板见图11。所用元器件可参考图12。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。P沟道MOS场效应管（2SJ471）最大漏极电流为30A，在场效应管导通时，漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过10A电流时会有2.5W的功率消耗。N沟道MOS场效应管（2SK2956）最大漏极电流为50A，场效应管导通时，漏-源极间电阻为7毫欧，此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下，2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器（100mm×100mm×17mm）上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大，出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大。

       逆变器的性能测试

测试电路见图14。这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大（一般大于100A）的12V汽车电瓶，可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改变负载大小，并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。其测试结果见电压、电流曲线关系图（图15a）。可以看出，输出电压随负荷的增大而下降，灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。但实际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变，并且输出电压、电流也不是正弦波，所以这种的计算只能看作是估算。以负载为60W的电灯泡为例：

假设灯泡的电阻不随电压变化而改变。因为R灯=V2/W=2102/60=735Ω，所以在电压为208V时，W=V2/R=2082/735=58.9W。由此可折算出电压和功率的关系。通过测试，我们发现当输出功率约为100W时，输入电流为10A。此时输出电压为200V。

牵引逆变器的作用是什么

        牵引逆变器的作用是什么

        牵引逆变器的作用是什么，逆变器是把直流电能转变成交流电，通俗的讲就是逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。以下分享牵引逆变器的作用是什么？

牵引逆变器的作用是什么1

        牵引逆变器

        简介：牵引逆变器是城市轨道交通车辆的心脏，其性能的优劣直接影响到城市轨道交通车辆的运行能力、运输能力、耗电量等等。

        上个世纪90年代末，随着大功率电力电子技术的不断进步与发展，车辆牵引电气系统也在不断地更新与发展。牵引逆变器中的电子器件经历了半控型晶闸管(SCR、、全控型晶闸管(GTO、及绝缘门极双极型晶体管(IGBT、的发展过程。

        牵引逆变器采用热管走行风冷。对于大功率电力电子器件的散热方式有多重，如强迫风冷，水冷，油冷等，其中还油冷及水冷系统较为复杂，强迫风冷产生较大的噪声。采用热管散热既保留了风冷散热器结构简单、维护方便的特点，又保证了散热效率，而且无噪声、无污染。

        牵引逆变器的保护和作用

        在设计牵引逆变器时，既要充分发挥逆变器的输出能力，又要保证其可靠性，所以逆变器的保护设置非常重要。

        1、逆变器控制机保护

        2、触发脉冲级保护

        3、元件级保护

        在设计牵引逆变器时,为保证其可靠性,保护设置非常重要。逆变器的保护分为3级,即逆变器控制级保护、触发脉冲级保护和元件级保护。第1级保护的种类比较多,主要包括逆变器的输入、输出电流过流,电压的过压、欠压,逆变器的温度、电机过电流及相电流不平衡等保护;第2级保护主要为IGBT元件提供稳定而可靠的触发脉冲;

       

        第3级保护是为IGBT元件的本身特性设定的,也称驱动级保护,用于防止IGBT元件的损坏。本牵引逆变器设有各级保护功能,其中轻微故障引起的保护动作在系统恢复正常后或主控制器操作回零后自动复位。

        控制方式

        牵引逆变器的控制方式经历了凸轮调阻、斩波调压和调频调压(VVVF、三大方式。

        由于VVVF交流传动系统具有诸多优点及其技术上已趋成熟，采用VVVF交流传动系统的地铁、轻轨车辆已在世界各国新建地铁、轻轨系统中广泛应用，成为现在地铁、轻轨车辆的主流。

        主电路

        目前，城市轨道交通车辆牵引逆变器 的典型主电路主要有以下3种：一种是采用1个变流器模块驱动4台牵引电机(1C4M、的车控方式的主电路;一种是采用2个变流器模块驱动4台牵引电机(2C4M、的架控方式的主电路;一种是采用2个变流器模块驱动4台牵引电机(2C4M、的车控方式的主电路。

        供电制式

        目前供电制式主要有2种：一种是DC 750V供电电压制式，另一种是DC 1 500V供电电压制式。

        牵引逆变器主要由2个相同的IGBT变流器模块构成，还包含有控制箱、传感器等部件。牵引逆变器所有对外控制连接器均采用密封结构;3个隔舱采用门锁结构设计，每个隔舱都设计一个密封门，不仅防水防尘，而且使得部件的安装和维护、拆卸更加方便;主电路的输入输出电缆通过电缆夹由铜接头压接，因此使得整柜密封完全能够满足车底设备防护 等级IP54的`要求。

牵引逆变器的作用是什么2

        牵引变流器由：四象限斩波器、中间电压电路、制动斩波器、脉冲宽度调制逆变器四部分组成。作用是：转换直流制和交流制间的电能量，把来自接触网上的1500V直流电转换为0-1150V的三相交流电，通过调压调频控制实现对交流牵引电动机起动、制动、调速控制。

        随着电力电子技术发展，牵引变流器在轨道车辆中的应用也在不断地进步与发展。其中IGBT、GTO、IPM器件属电压驱动的全控型开关器件，脉冲开关频率高、性能好、损耗小，且自保护能力也强。

        ①电压型逆变器：单相作用原理如图5中a所示，由于换向要求直流侧电压Ud需保持恒定而得名。如果控制电路触发脉冲使器件F1、F2的通断次序如图5中b，则交流侧可得一矩形波电压如图5中c。5c该交流电压幅值为Ud,而频率可由控制回路进行调节。图5中a中的c为支撑直流电压用的支撑电容，D1、D2为当负载电流和电压不同相时做续流用的续流二极管。

        异步牵引电动机起动时要求逆变器供出幅值可变的、接近正弦的低频电压,这可用分谐波调制法控制F1、F2的通断顺序来达到。电压型逆变器在控制电路作用下能顺利地转入再生制动。利用这一可逆性又可制成交-直-交电力机车电源侧变流器，它能提供恒定的中间环节直流电压，又可调节交流电网侧的功率因数和改善电流波形，这就是电压型四象限变流器。

       

        ②电流型逆变器：电路原理如图6中a,它要求直流侧是一电流源，即Id要相对稳定,这可以采用串联电抗器Ld来达到。如果控制各强迫关断器件的导通顺序(图6中b)，则在电机每相绕组中可得到2π/3电角度导通的交变电流(图6中c)。

        在低频起动时为了避免因 2π/3矩形波电流而造成过大的电机力矩脉动，也可采用电流分谐波调制方法。电流型逆变器只能调频不能调压，调压功能由电源侧交－直变流器来完成。电流型逆变器已在地铁车辆上应用。

        交流-交流变流器 不需经过直流中间环节,可直接将单相交流电变成三相可调频的交流电。这种变流器中较成功的是用次驱动同步型牵引电动机的两组三相反并桥式系统，它在原理上类似一电流型直-交逆变器,并借助于电源和负载电势进行换向。这种类型的变流器已在苏联ВЛ83型电力机车上应用。循环变流器是另一种降频交-交变流器,是燃气轮机车电传动系统可以选择的一种设备。

牵引逆变器的作用是什么3

        正弦波逆变器与普通逆变器有什么不同

        纯正弦波逆变器功能参数要求严格，价格较高，用于对波形参数要求较高的电子电路。而普通逆变器是正弦波、方波、杂波等成分的杂合波形，对于一般用电器可以使用，价格较低。

        1、正弦波逆变器输入电路

        逆变器的输入通常是直流电，或市电经过整流滤波得到的直流电，这些直流电包括直流电网、蓄电池、光伏电池以及其他方式得到的直流电，通常这些电能不能直接作为逆变器输入侧电压，而是通过一定的滤波电路和EMC电路之后才作为逆变器的输入。

        2、逆变主电路

        逆变器主电路是由功率开关器件组成的功率变换电路，主电路的结构形式分很多种，不同的输入输出条件下，主电路形式也不相同，每种功率变换电路都有它的优缺点，在实际设计中应考虑最合适的电路拓扑作为主电路结构。

       

        3、控制电路

        控制电路按照逆变器输出的要求，通过一定的控制技术产生一组或者多组脉冲电压，通过驱动电路作用于功率开关管，使功率开关管按照指定的次序导通或者关断，最终在主电路输出端得到所需的电压波形。控制电路的作用对于逆变系统至关重要，控制电路的性能直接决定了逆变器输出电压波形的质量。

        4、输出电路

        输出电路一般包括输出滤波电路和EMC电路，如果输出为直流电，应在后面加入整流电路。对于隔离输出的逆变器，输出电路前级还应有隔离变压器。根据输出是否需要稳压电路，可将输出电路分为开环和闭环控制，开环系统输出量只由控制电路决定，而闭环系统中输出量还受反馈回路影响，使输出更加稳定。

        5、辅助电源

        控制电路与输入输出电路的某些部分或芯片有特定的输入电压要求，辅助电源可满足电路中特定的电压需求。通常情况下辅助电源由一个或几个DC-DC变换器构成，对于交流输入的场合，辅助电源由整流后的电压与DC-DC变换器组合完成。

        6、保护电路

        保护电路通常包括输入过压、欠压保护、输出过压、欠压保护、过载保护、过流和短路保护。对于在特定场合工作的逆变器还有其他保护，如在温度很低或者很高的场合需要有温度保护，在某些气压变化的情况下还要有气压保护，在潮湿的环境中要有湿度保护等。

2个电容的蚯蚓机有用吗

有用。

       一般蚯蚓机采用大电容两只，每个重大三斤以上，每个电容顶普通小电容10个以上，捕捉效果大大提升。蚯蚓机一般以电压脉冲输出为主，多数以逆变器升压然后对电容进行充电，电容蓄电后产生高电压，瞬间放电，迫使蚯蚓蠕动，从潮湿的土壤中钻出地面。因此，两个电容的蚯蚓机能够提高捕捉效果。

请问超级电容电容用于逆变器中，怎么用？

       1、逆变器的高频变压器是在对称磁路模式下工作的，由于电路和元件参数的差异会导致变压器的正反推动电流不均衡，该不均衡通过N个震荡周期的累加后会把变压器的磁路拉向饱和。这样逆变器就会损坏。在输出回路中增加了隔直电容后，不均衡的直流成分就会被电容滤除。这样逆变器就会正常工作了。

       2、电容主要起到通交流、阻直流，通高频、阻低频的作用，同时也可以改变电压和电流的相位差，有时也用来短时间少量储存电能。

       3、输出滤波，使高次谐波流过，防止对电网的或对用电设备的危害，提高输出电能的质量。

       4、输入端吸收电网的电压波动，输出端滤波因为逆变出的交流电不是平滑的曲线是折线 通过电容滤波后就很平滑了。

12v-220v逆变器，高压电容能充电但是不放电，哪里出了问题？上场管烧管

       请检查是否存在电容值不匹配的问题和管子耐压不够的问题存在。通常逆变器的输入电压为12V、24V、36V、48V也有其他输入电压的型号，而输出电压一般多为220V，当然也有其他型号的可以输出不同需要的电压。逆变器的价格和好坏主要是下面参数决定的：输出功率、转换效率、输出波形质量。只要比较一下这些参数就知道这款逆变器质量如何了。逆变器是一种常用设备，只要是属于常用型号，一般在电气维修点以及几乎所有的电子市场都会有售的，而且只要是技术还可以的电气维修店都是可以维修的，电子市场就更可以维修了。如果是非常用型号或者功率很大的情况下就只能去电子市场或者网上定制了。逆变器是把直流电能转换为交流电能（一般情况下为220V,50Hz的正弦波）的设备。它与整流器的作用相反，整流器是将交流电能转换为直流电能。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成。广泛应用于空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱，、按摩器等电器中。

       逆变器在选择和使用时必须注意以下几点：

       1）直流电压一定要匹配；

       每台逆变器都有标称电压，如12V，24V等，

       要求选择蓄电池电压必须与逆变器标称直流输入电压一致。如12V逆变器必须选择12V蓄电池。

       2）逆变器输出功率必须大于用电器的最大功率；

       尤其是一些启动能量需求较大的设备，如电机、空调等，需要额外留有功率裕量。

       3）正负极必须接线正确

       逆变器接入的直流电压标有正负极。一般情况下红色为正极（+），黑色为负极（—），蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极（+），黑色为负极（—），连接时必须正接正（红接红），负接负（黑接黑）。连接线线径必须足够粗，并且应尽可能减少连接线的长度。

       4）充电过程与逆变过程不能同时进行，以避免损坏设备，造成故障。

       5）逆变器外壳应正确接地，以避免因漏电造成人身伤害。

       6）为避免电击伤害，严禁非专业人员拆卸、维修、改装逆变器。

正弦波全桥逆变器，直线母线电容容量如何计算？

       i=Cdu/dt

       后面电流 需要电容提供。I=1250w/220v=5.68A

       C=i*dt/Du=5.68*Du/20000=5.68*(350-220*1.414)/20000=0.01136

       电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。

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