
汽车逆变器的功能及工作原理(新能源逆变器工作原理详解)
随着新能源汽车的发展,消费者 对新能源汽车的认可度越来越高。与传统燃油汽车的关键部件不同,新能源汽车的关键部件是 quot三电 quot系统,即电池、电子控制和电机。其中,电控作为连接电池和电机的桥梁,负责将电池的直流电转化为电机所需的交流电。电控的技术名称是逆变器,在电动车行业俗称电机控制器。承担控制电机驱动和电气制动的任务。
众所周知,直流电是恒定的,而交流电是交变的。DC和AC之间的转换是如何完成的?
DC波形和交流波形
DC和交流电之间的转换需要控制两个特性,一个是电流的方向,一个是电流的大小。电动车逆变电路等效升档拆电路如下图所示。我们把动力电池等效为电池,把电机简化为负载。
等效电路
从下图可以看出,电流方向的改变可以通过闭合和打开开关的组合来实现。从而实现改变交流电方向的目的。
电流方向
电流方向
交流电有频率。如果电机要求的交流蠢稿电频率为50Hz,则意味着上述开关需要在1秒钟内完成50次周期性变化。然而,实际上没有这样的开关。实际上,我们用MOSET管代替开关。MOSET管的最高频率可以达到1000KHz,可以满足实际工艺中的频率要求。
Moset管
Moset管电路
解决了电流方向和频率的问题后,直流电的大小如何与交流电等效?通过 quot在 quot和 quot关闭 quotMOSET管的,可以实现有无电流,从而输出方波。开关闭合时输出恒定值,开关断开时输出值为0。如下图所示,绿色波形为方波。
直流方波
上图中的红框显示的是一段方波。可以看出,周期的平均值随着高电平和低电平的比例而变化。青色波形是一个周期内方波的平均值。可以看出,一个周期内的常数时间越长,平均值越高。最后,上部方波的平均波形成为下部波形。
通过开关的组合改变电流方向,整个周期中的波形如下
可以看到,通过开关的组合和开关时间的变化,由方波组合出一个类似正弦波的波形。如果减少每个方波的周期时间,曲线会越来越平滑,平均方波会无限接近正弦波。这个处方波的平均波形的效果相当于正弦波的效果,完成了从DC到交流的逆变。
最后,还有一个问题。在实际的逆变过程中,我们如何知道一个方波周期中高电平和低电平各占多少?在实际的波形调制过程中,需要一个叫做比较器的电子元件,利用比较器的输出信号来控制MOSET管的开关。等效电路图见下图。图中大三角是比较器,小三角是二极管。二极管的作用是防止同一支路的开关同时导通而造成短路。
调制电路
将三角波和正弦波两种波形输入比较器进行比较。见下图。
比较波形
当正弦波小于三角波时,比较器输出0,当正弦波大于三角波时,比较器输出1。这样,匹配吵枣正弦波特性的方波控制信号可以被输出和输入到MOSET管。输出为1时控制其导通,输出为0时控制其关断,这样就可以根据信号控制开关输出想要的等效逆变波形,最终控制电机旋转,从而完成整个逆变过程。
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新能源并网型逆变器包括储能变流器吗
不包括。新能源并网型逆变器就是将太阳能、风能等新能源通过逆变器转换为交流电并并网供电的逆变器,主要是用于转森兆化的,并不能进行储存,而储能变流器主要尺春卜作用就是用来陵穗储存,二者的功能并不相同,所以不包括储能变流器。
什么叫光伏逆变器
逆变器又称电源调整器,根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器,根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。 光伏逆变器的功能
逆变器不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能(并网系统用)。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。 1、自动运行和停机功能 早晨日出后,太阳辐射强度逐渐增强,太阳电池的输出也随之增大,当达到逆变器工作所需的输出功率后,逆变器即自动开始运行。进入运行后,逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出,只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率,逆变器就持续运行,直到日落停机,即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便形成待机状态。 2、最大功率跟踪控制功能 太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度(芯片温度)而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性,因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的,显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化,始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点,系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出,这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪(MPPT)这一功能。
什么是光伏逆变器,为什么要逆变?
何谓光伏逆变器
光伏逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。因为是对应于整流的逆向过程,所以称为逆变。
太阳电池在阳光照射下产生直流电,然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如:日光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电,绝大多数电动机械也是如此。此外,当供电系统需要升高电压或降低电压时,交流系统只需加一个变压器即可,而在直流系统中升降电压的技术就要复杂得多了。因此,除直接使用直流电源的通信、气象等特殊用户外,在供应生产生活用电的光伏发电系统中都需要配备光伏逆变器。
目前新能源汽车逆变器中的功率开关可使用哪两种晶体管制作
MOSFET、IGBT。目前新能源汽车逆变器中的功率开关主要可以使用两种晶体管制作,分别是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。MOSFET是一种高电压、高频率的功率晶体管,具有低导通电阻、高开关速度和较小的开关损耗等优点,适用于高频率开关电路和低电压高电流的应用场合。IGBT则是一种高压、高电流、大功率的晶体管,具有低导通电阻、高开关速度和较小的开关损耗等优点,适用于高压、大电流的交流电源应用场合。
新能源汽车逆变器的工作原理是什么?
如下:
逆变器是把直流电转换成交流电,新能源汽车的逆变器应该叫电机控制器,可以把动力电池的高压直流电转换成频率和电流可变的三相交流电,同时在能量回收时把电机发出的三相交流电整流成直流电给动力电池充电。
逆变器特点:
1、转换效率高、启动快;
2、安全性能好:产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能;
3、物理性能良好:产品采用全铝制外壳,散热性能好,表面硬氧化处理,耐摩擦性能好,并可抗一定外力的挤压或碰击;
4、带负载适应性与稳定性强。
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