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直流和交流會是永遠的死對頭嗎?

發(fā)布時間:2015-08-04 責任編輯:echolady

【導讀】我們所學過的直流和交流一直都是涇渭分明,永遠都沒有交點。直流就是直流,交流也只是交流。但是真相當真如此嗎?直流交流之間是可以互相轉(zhuǎn)化的。

日常生活中,家里的插座,街道上的電表都是交流電,似乎交流電和直流電是沒有交點的,就像是兩個不同的領域一樣。其實,他們之間有著很多很多的聯(lián)系。

交流說:“我可以變身直流”

交流可以變直流,我們平時用的電腦,手機等等設備,都是直接適配器連接到流淌著交流電的插座中,而我們手機、電腦里面運行著的可是直流電哦。那么,有疑惑了,既然電網(wǎng)發(fā)電、傳輸都在用交流電,為什么這個時候又要變成直流電呢?

原因是這樣的,交流是在時間軸上以正弦規(guī)律波動,由0上升到最大,又由最大逐漸減小到0,再由0逐漸變?yōu)樨摰淖畲?,然后再恢復?。然而我們的手機、電腦等等電子元器件是通過識別高低電位來進行工作的,交流電由于其正弦波動性,本身會產(chǎn)生高低電位,與電子元器件的邏輯判斷引起沖突。例如電腦,有電位則為1,無電位則為0,而交流電本身就會有過零點的電位。因此,交流電是無法為電子元器件工作的。

那么,是誰來完成交流轉(zhuǎn)換到直流的這一工作呢?整流器,如下圖即為一款常見的整流器產(chǎn)品。

直流和交流會是永遠的死對頭嗎?
圖1常見的整流器
 
在使用諸如電腦這類電器的時候,我們需要通過整流器將交流變?yōu)橹绷饕怨┦褂?。例如我們平時使用的洗衣機,其驅(qū)動馬達使用的是交流電,而控制面板上就是經(jīng)過整流之后的直流電。

直流表示不服,我也會變交流

那么,是否會有直流變交流的場景呢?答案是肯定的。逆變器這種設備就是為了直流轉(zhuǎn)換成交流而誕生的。

簡單來說,逆變器是由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動砂輪、電腦、電視等等,例如車載空調(diào)就需要逆變器將汽車蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬砉ぷ鳌H缦聢D就是一款1000W的逆變器產(chǎn)品。

直流和交流會是永遠的死對頭嗎?
圖2 1000W逆變器

如何判斷一個逆變器的好壞呢?

從輸出的交流電來做區(qū)分的話,可以將逆變器分為單相逆變器和三相逆變器。單相逆變器經(jīng)過逆變之后會產(chǎn)生單相的交流電,而三相則是輸出三相交流電。如何判斷逆變器的好壞主要從以下幾個標準來判斷。

1.  轉(zhuǎn)換效率

由于逆變器自身也會消耗電能,所以逆變器存在的一個天然屬性就是它無法將直流電能100%的完全轉(zhuǎn)換成交流。但是,轉(zhuǎn)換效率卻是我們判斷一個逆變器好壞的一個標準。在GB/T20321標準中規(guī)定:在額定輸出狀態(tài)下,其輸出容量不大于2kVA的逆變器,效率應大于或等于80%;大于2kVA的逆變器,效率應大于或等于85%。

2.  紋波電壓

紋波電壓是指直流中的交流成分,直流電壓本身應該是一個固定的電壓值,但是由于一些逆變器中的濾波電路濾波不徹底,導致會有交流成分混合到直流中。因此,通過檢測輸入端的紋波電壓是一個檢測逆變器的質(zhì)量的有效手段。

3.  輸出交流的電能質(zhì)量

逆變器在將直流轉(zhuǎn)換成交流輸出之后,交流的電能質(zhì)量是檢測逆變器的一個很重要的指標。輸出端的交流如果存在電能質(zhì)量問題,不僅僅是影響逆變器使用效率,減少逆變器使用壽命,更有可能給使用者帶來生命財產(chǎn)的安全隱患。例如,由逆變器輸出的交流電往往含有諧波。

交流和直流之間的互相轉(zhuǎn)換是引起電能質(zhì)量問題的根源之一,如交流轉(zhuǎn)變到直流的過程中,輸出的直流可能夾帶交流成分,從而引發(fā)對電子元器件的損毀。直流逆變到交流的過程中,濾波不徹底,會給輸入端的直流造成紋波電壓,影響輸入端效率。同時又會給輸出端的交流帶來很多的電能質(zhì)量問題。諸如諧波、不平衡等等。

逆變器和整流器在日常生活應用十分普及,而直流交流相互轉(zhuǎn)換,其中的電能質(zhì)量問題卻往往被忽視。而這些質(zhì)量問題可能造成財產(chǎn)損失甚至人生安全(如手機充電爆炸、汽車空調(diào)自燃等)。因此,對于電器的電能質(zhì)量問題應當引起我們足夠的重視。

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