发布时间:2025-08-17 17:10:10 人气:
h桥电路工作原理
H桥电路的工作原理是通过开关的开合,将直流电逆变为某个频率或可变频率的交流电。以下是H桥电路工作原理的详细解释:
一、基本结构
H桥电路因其电路结构外形与字母“H”相似而得名。它主要由四个开关(通常使用晶体管或MOSFET等半导体器件)组成,这四个开关分为两组,每组两个开关串联连接,然后两组再并联在一起。通过控制这四个开关的导通和关断,可以实现直流电到交流电的转换。
二、工作原理
直流到交流的转换:当H桥电路中的开关按照特定的顺序导通和关断时,输入端的直流电源会在输出端产生交流电压。例如,当第一组的两个开关导通,而第二组的两个开关关断时,输出端会得到一个正向电压;反之,当第二组的两个开关导通,而第一组的两个开关关断时,输出端会得到一个负向电压。通过不断切换这两组开关的导通状态,就可以在输出端得到交流电压。
频率控制:通过调整开关的切换频率,可以控制输出交流电的频率。这使得H桥电路在驱动交流电机等需要特定频率交流电的负载时非常有用。
三、应用
H桥电路在电力电子设备中有着广泛的应用,如直流-交流转换器(功率逆变器)、交流/交流转换器、DC-DC推挽式转换器、电机控制器等。特别地,双极步进电机几乎总是由包含两个H桥的电机控制器驱动,以实现精确的步进控制。
综上所述,H桥电路通过巧妙的开关控制,实现了直流电到交流电的转换,并在电力电子设备中发挥着重要作用。
逆变器怎样看功率大小
逆变器上的12v和24v标识,指的是其适用的输入电压范围。逆变器的主要输入源是电池,常见的电池类型包括12v铅电池,或是通过两串连接形成的24v铅电池。
功率的单位是瓦(w),与小时(h)无关。逆变器的输入电压范围广泛,常见型号包括12V、24V、36V、48V等,而输出电压多为220V,当然也存在其他型号以满足不同的电压需求。评估逆变器质量的关键参数包括输出功率、转换效率以及输出波形的质量。只需对比这些参数,即可大致判断逆变器的性能。
逆变器作为一种常见设备,其常见型号在电气维修点及大多数电子市场均有销售。若选择技术可靠的电气维修店,通常也能提供维修服务。而电子市场更是具备专业的维修能力。对于非常用型号或大功率逆变器,则可能需要到电子市场或在线平台定制。
逆变器的主要功能是将直流电能转换为交流电能,通常输出为220V、50Hz的正弦波。这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,被广泛应用于各种电器设备中,如空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱以及按摩器等。
并网逆变器谐波抑制
并网逆变器谐波抑制
并网逆变器谐波抑制是确保电力系统安全运行的重要课题。在单相储能并网应用中,由于并网逆变器脉冲调制载波比相对较低以及非线性负载等因素的影响,并网电流容易发生畸变。为了有效抑制谐波,目前一般采用多重化准PR控制和重复控制两种方案,以下主要讲解多重化准PR控制。
一、多重化准PR控制器传函
在单相并网逆变器中,要实现正弦参考电流的无静差跟踪以及消除网侧电压扰动作用,首先需要设定准PR控制器的谐振频率为网侧电压基频,即2π*50rad/s。此外,考虑到网侧电压含有的谐波分量对电流的扰动作用,可以在准PR控制器中加入谐波频率的谐振项。电网中通常会含有一定量的奇次低次谐波,因此,可以在电流控制器中加入3、5、7次谐波频率的谐振项,构成多重化准比例谐振控制器。
多重化准PR控制器的传函表达式中,Krh和Wch分别为对各次谐波的谐振系数和截止频率,h为谐波次数。当并网电流含有3,5,7次的谐波分量时,该控制器可以实现对此几次低次谐波的有效抑制。
二、多重化准PR控制器离散化
多重化准比例谐振谐振控制器实际上是一个特殊的PR控制器,其离散形式的推导可以参考相关文献或技术资料。离散化后的控制器可以更好地适应数字信号处理系统的需求,实现实时控制。
三、多重化准PR控制器方案仿真
为了验证多重化准PR控制器的有效性,可以搭建一个基于MATLAB的单相并网逆变器模型。该模型采用SFUNCTION技术,便于实现后续程序的无缝移植。模型框架包括主电路部分、监控调试窗口部分和MCU控制器部分。
主电路部分:包括逆变器主电路以及电网模型,用于模拟实际并网逆变器的运行情况。监控调试窗口部分:将所有与控制相关的量集中在一起,方便调试和观察控制效果。MCU控制器部分:包含控制算法以及与控制相关的逻辑,采用SFUNCTION完成,可以实现与实际DSP程序的无缝移植。通过仿真分析,可以对比仅加入1次基波准PR控制器和加入1次基波及3,5,7次谐波的多重化准PR控制器的控制效果。仿真结果表明,加入多重化准PR控制器后,3、5、7次谐波均得到了很好的抑制,电流总THD(总谐波失真)从之前的7.01%下降到了4.96%。
四、仿真对比结果
以下是通过仿真得到的对比结果表:
| | 准PR | 多重化准PR || --- | --- | --- || 电流有效值 | 2.5A | 2.5A || 总THD | 7.01% | 4.96% || 3次谐波THD | 5.03% | 0.26% || 5次谐波THD | 2.89% | 0.18% || 7次谐波THD | 2.43% | 0.19% |
从上述对比结果可以看出,多重化准PR控制器在抑制谐波方面表现出色,显著降低了电流的总THD以及各次谐波的THD。
五、结论
综上所述,多重化准PR控制器是一种有效的并网逆变器谐波抑制方案。通过加入对3、5、7次谐波频率的谐振项,可以实现对这些低次谐波的有效抑制,从而降低电流的总THD,提高电力系统的运行稳定性和安全性。因此,在单相储能并网应用中,多重化准PR控制器具有广泛的应用前景。
H桥的工作原理
H 桥( H - Bridge ),因外形与 H 相似故得名,常用于逆变器( DC - AC 转换,即直流变交流)。其工作原理是通过开关的开合,将直流电(来自电池等)逆变为某个频率或可变频率的交流电,用于驱动交流电机(异步电机等)。
大多数直流-交流转换器(功率逆变器)、大多数交流/交流转换器、 DC - DC 推挽式转换器、大多数电机控制器和许多其他类型的电力电子设备都使用 H 桥。特别地,双极步进电机几乎总是由包含两个 H 桥的电机控制器驱动。
EE110高频变压器,做逆变器12v输入400v输出5000w求初级和次级线径?
高频变压器参数计算
一.电磁学计算公式推导:
1.磁通量与磁通密度相关公式:
Ф = B * S ⑴
Ф ----- 磁通(韦伯)
B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1 韦伯每平方米=104 高斯 S ----- 磁路的截面积(平
方米)
B = H * μ ⑵
μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)
H ----- 磁场强度(伏特每米)
H = I*N / l ⑶
I ----- 电流强度(安培)
N ----- 线圈匝数(圈T)
l ----- 磁路长路(米)
2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:
E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷
E L = ⊿i / ⊿t * L ⑸
⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)
⊿i ----- 电流变化量(安培)
⊿t ----- 时间变化量(秒)
N ----- 线圈匝数(圈T)
L ------- 电感的电感量(亨)
由上面两个公式可以推出下面的公式:
⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:
N = ⊿i * L/⊿Ф
再由Ф = B * S 可得下式:
N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹
且由⑸式直接变形可得:
⊿i = EL * ⊿t / L ⑺
联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:
L =(μ* S )/ l * N2 ⑻ 这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的
因素)
3.电感中能量与电流的关系:
Q L = 1/2 * I2 * L ⑼
Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)
I -------- 电感中的电流(安培)
L ------- 电感的电感量(亨)
4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比
的关系式:
N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽
N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特) N2 -------- 次级电感的匝数
(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)
二.根据上面公式计算变压器参数:
1.高频变压器输入输出要求:
输入直流电压: 200--- 340 V
输出直流电压: 23.5V
输出电流: 2.5A * 2
输出总功率: 117.5W
2.确定初次级匝数比:
若初次级匝次级整流管选用V RRM =100V 正向电流(10A)的肖特基二极管两个,
数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:
N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾
N1 ----- 初级匝数 VIN(max) ------ 最大输入电压 k ----- 安全系数
N2 ----- 次级匝数 Vrrm ------ 整流管最大反向耐压
这里安全系数取0.9
由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.6
3.计算功率场效应管的最高反峰电压:
Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿
V in(max) ----- 输入电压最大值 Vo ----- 输出电压
Vd ----- 整流管正向电压
Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)
由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)
4.计算PWM 占空比:
由⑽式变形可得:
D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)
D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀
D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)
由些可计算得到占空比 D ≌ 0.481
5.算变压器初级电感量:
为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值, 也就是理想
的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。那么计算初级电感量就可以只
以PWM 的一个周期来分析,这时可由⑼式可以有如下推导过程:
(P/η)/ f = 1/2 * I2 * L ⒁
P ------- 电源输出功率 (瓦特) η ---- 能量转换效率 f ---- PWM 开关频率将⑺式代入⒁式:
(P/η)/ f = 1/2 * (E L * ⊿t / L)2 * L ⒂
⊿t = D / f (D ----- PWM 占空比)
将此算式代入⒂式变形可得:
L = E* D*η/ ( 2 * f * P ) ⒃
这里取效率为85%, PWM 开关频率为60KHz.
在输入电压最小的电感量为:
L=2002* 0.4812 * 0.85 / 2 * 60000 * 117.5
计算初级电感量为: L1 ≌ 558(uH)
计算初级峰值电流:
由⑺式可得: 2 2
⊿i = EL * ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10) 计算初级电流的峰值为: Ipp ≌ 2.87(A)
初级平均电流为: I1 = Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A)
6.计算初级线圈和次级线圈的匝数: -6
拉, 这样由⑹式可得初级电感的匝数为:
N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10)/0.25*(1.76*10) 计算初级电感匝数: N1 ≌ 36 (匝)
-3-4
同时可计算次级匝数: N2 ≌ 5 (匝)
7.计算次级线圈的峰值电流:
根据能量守恒定律当初级电感在功率管导通时储存的能量在截止时在次级线圈上全部释放
可以有下式:
由⑻⑼式可以得到:
I pp2=N1/N2* Ipp ⒄
I pp2 = 7.6*2.87
由此可计算次级峰值电流为:I pp2 = 21.812(A)
次级平均值电流为I2=Ipp2/2/(1/(1-D))= 5.7(A)
6.计算激励绕组(也叫辅助绕组)的匝数:
因为次级输出电压为23.5V,激励绕组电压取12V,所以为次级电压的一半 由此可计算激
励绕组匝数为: N3 ≌ N2 / 2 ≌ 3 (匝) 激励绕组的电流取: I3 = 0.1(A)
可控硅开关与电抗器上面的符号有何区别?
电抗器,一个看似不起眼但实则在电力系统中发挥着关键作用的设备,它的符号通常代表其特性和功能。在电路图纸上,你可能会看到一种特殊的符号,那就是电抗器的标志。让我们深入了解一下这个神秘符号背后的含义。
首先,电抗器通常用字母"L"或"X"表示,旁边可能会有数值,这是表示其电感量,单位是亨利(H)。"L"代表线圈电感,而"X"则可能是品质因数或阻抗的一部分。
其次,符号旁边可能还会附有方向箭头,这表示电抗器是串联还是并联在电路中。箭头指向输入端的表示串联,箭头指向输出端的则是并联。这种符号系统帮助工程师快速识别电抗器在电路中的位置和作用。
在控制电路中,电抗器还可能与晶闸管开关(如可控硅)配合使用。可控硅作为一种大功率半导体器件,其符号通常为三个箭头的三角形,代表其双极性导通和关断的特性,不仅用于整流,还作为无触点开关控制电流的快速切换。
最后,电抗器在逆变器等电力转换设备中也扮演着重要角色,它能够实现电流频率的转换,如将直流电变为交流电,或者调整交流电的频率。这些功能使得电抗器在现代电力系统中不可或缺。
总而言之,电抗器的符号代表着它的电感特性、连接方式以及在电力系统中的作用。掌握这些符号,就如同掌握了打开电力世界秘密的钥匙。希望这段解析能帮助你更好地理解和运用电抗器这一关键元件。
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