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无变压器逆变器 - 您需要知道的一切

  • 发表时间:2021-09-29 10:16:36
  • 来源:本站
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有时,一项技术的开发使集体社区取得了巨大的飞跃,无变压器技术就是其中之一。它为公用事业、独立电力生产商和集成商提供无限的电力输送和降低的复杂性。这意味着两种最常见的商业光伏装置可以使用更高效的发电功率供电,从而降低成本。无变压器逆变器架构是一项改变游戏规则的技术,它为传统设计带来了很多变化。由于这项技术似乎仍在发展并推动电力工程领域的界限,因此将有很多东西需要解开。 

图 1:无变压器逆变器

电源逆变器及其用途

图 2:电源逆变器

逆变器是一种将直流电 (DC) 变为交流电 (AC) 的电子设备。获得的交流电取决于所使用的组件和电路设计。逆变器本身不产生电能;相反,它由直流电源提供。逆变器本身可以是机械的或电子的,这与在转换过程中不使用移动部件的静态逆变器不同。

一些电子设备需要逆变器,包括电池或燃料电池等存储设备。不间断电源使用这些电池和逆变器在停电期间提供交流电。电机速度控制也是工业电机驱动设备、电动汽车、轨道交通和电动工具不可或缺的一部分。逆变器甚至可以控制您的制冷压缩机电机。

使用列表继续用于电气工程领域中越来越频繁的项目。它用于太阳能发电系统、感应加热、高压直流输电、电击武器、便携式电池、发电系统和变频。 

图 3:逆变器的应用

什么是无变压器逆变器?

电源逆变器将来自电源的直流电或直流电转换为任何电器中使用的交流电或交流电。无变压器逆变器正是它听起来的样子——逆变器没有变压器。这并不意味着逆变器会绕过电压波动,这是所有电器不可或缺的一部分。无变压器逆变器以不同的方式执行这些功能。

变压器逆变器的3 个最佳电路

从直流到交流的转换对于所有电器都是必不可少的,因此了解要使用的正确电路。在不依赖电感器或变压器的情况下,直流电等于无变压器逆变器输出端产生的交流电的最大值。三个初级逆变器电路专为无变压器技术而设计。

集成电路 4047

图 4:IC 4047

H 桥拓扑是最简单的形式,但并不理想,因为它是使用 p/n 沟道 MOSFET 设计的。因此,在高端使用 p 沟道 MOSFET,从而无需自举。这种简化的设计是最干净的,但它不必依赖于特定的驱动器 IC。

如果构建正确,低频使用是无止境的。然而,正是这种简洁的拓扑结构迫使专业和商业单位避免使用它。然而,IC 4047 是一个 14 引脚 IC,允许负边沿或正边沿触发单稳态多谐振荡器动作,可以与外部计数选项一起重新触发。 

该组件的特点是低功耗、单稳态或非稳态运行、高抗噪性、标准化的对称输出特性,并且外部只需要一个电阻和一个电容器。这种通用组件可以产生时钟脉冲、正弦波和方波,可用于应用时序延迟电路、倍频器和分频器。

200 瓦紧凑型设计

200 瓦的紧凑型设计用等于所需输出 AC 的 DC 电平代替输入低压 DC。使用低直流电压的逆变器需要升压到更高的交流电压,这似乎需要变压器。 

但是,计算机连接和升级的组件可以在没有变压器本身的情况下完成变压器的工作。这消除了变压器,避免了对大量或笨重部件的需要。 

无变压器太阳能逆变电路

图 5:无变压器太阳能逆变器电路系统

作为一种可再生资源,太阳能多年来一直越来越受欢迎。在此设计中,通过使用高压 MOSFET 并通过一系列太阳能电池板升高电压来消除变压器

基于太阳能的无变压器逆变器电路由三个主要阶段组成——即振荡和输出。使用这意味着您不需要双太阳能电池板布置。相反,单个串联的太阳能电源足以运行 220 伏的结果。 

无变压器逆变器安装注意事项

图 6:安装和测试无变压器逆变器的工人

使用传统逆变器意味着每个逆变器都必须与单个或定制的隔离变压器配对。这意味着功率会立即降低,因为隔离变压器的效率最高为 99%,而且体积庞大和范围限制会立即妨碍您。无变压器逆变器直接连接到建筑物或子面板(如果尺寸足够)。

没有笨重的变压器,设计轻巧且易于操作,增加了安装选项。我还将消除大量的直流接线以及交流接线的长度和成本。您可以使用直流电源连接多个无需变压器的并联逆变器,以获得最稳定的性能。 

基于变压器和无变压器的逆变器之间的差异

无变压器逆变器与传统逆变器的显着区别在于变压器本身。没有一个不仅为更清洁、更轻巧、更简单的设计腾出空间,而且也更高效。计算机化的过程和升级的电气元件替代了变压器。

这些不间断电源现在是安装规模较小的数据中心环境的标准配置。它们的额定功率范围从低于 10 kVA 到大约 300 kVA。 

使用无变压器逆变器的好处

图 7:轻巧紧凑的无变压器逆变器

无变压器逆变器比传统逆变器更高效,能够避免内部能量损失。由于没有体积大且尺寸过大的变压器,它还消除了额外的组件成本。无变压器版本轻巧紧凑,使用电子开关而不是机械开关。 

这使得机械噪音以及机械部件产生的热量显着降低。总的来说,由于不需要冷却风扇、变压器和其他笨重的组件,这使得构建更便宜。 

传统逆变器通过单个 PowerPoint 工作,这意味着一个组件的低性能将降低整体直流输出。使用无变压器逆变器,您可以将它们安装在两个不同的方向,同时产生直流输出。 

结论

总体而言,无变压器逆变器具有成本效益,因为电气组件更少且效率更高。您可以为电路选择不同的选项,但无变压器模型的整体优势在于其多功能性。使用更小、更紧凑的电器和电子产品可以降低生产和消费成本。

电路选项取决于所需的直流输出类型,但无变压器组件可提供速度和效率。在过去的几十年里,这项技术一直在发展和改进,并将在未来彻底改变电子消费。