整流和逆變的定義及區(qū)別

　　整流：

　　整流是一種物理現(xiàn)象，指的是在相同的驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)下正向和逆向的電流幅值大小不同，英文名稱為：Rectification.

　　在電力電子方面：將交流電變換為直流電稱為AC/DC變換，這種變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載，稱之為整流。

　　整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒄?fù)變化的交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓的電路。在交流電源的作用下，整流二極管周期性地導(dǎo)通和截止，使負(fù)載得到脈動(dòng)直流電。在電源的正半周，二極管導(dǎo)通，使負(fù)載上的電流與電壓波形形狀完全相同；在電源電壓的負(fù)半周，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，承受電源負(fù)半周電壓，負(fù)載電壓幾乎為零。

　　整流方式有：半波整流、全波整流、橋式整流、異常整流。而二極管作為整流元件，需要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如選擇不當(dāng)，則或者不能安全工作，甚至燒了管子，或者大材小用造成浪費(fèi)。

　　逆變

　　逆變電路有兩種：一種是有源逆變（將直流電變成和電網(wǎng)同頻率的交流電反送到電網(wǎng)中） 另一種是無(wú)源逆變（將直流電變成為某一頻率或可變頻率的交流電直接供負(fù)載使用）。實(shí)現(xiàn)有源逆變有兩個(gè)條件：（外部條件）直流側(cè)要有直流電源，其方向要使晶閘管承受正向電壓，直流的輸出電壓大小有控制角α決定。（內(nèi)部條件）變流器工作在α＞90°區(qū)域，能保證晶閘管的大部分時(shí)間在電源的負(fù)半周導(dǎo)通，變流器的輸出電壓Ud＜0.

　　變頻電路按變頻過程可分為兩類

　　1、按照變換過程可分為：交直交型和交交型兩種

　　2、交直交型可分為：交直交電壓型和交直交電流型，前者采用電容作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，后者則采用電感

　　無(wú)源逆變：如果逆變輸出的交流電與電網(wǎng)無(wú)聯(lián)系，或者說，交流電僅供給具體用電設(shè)備，則這種逆變稱為無(wú)源逆變。其工作過程是直流電——逆變器——交流電——用電器。（所謂“無(wú)源”是指逆變電路輸出與電網(wǎng)的交流電無(wú)關(guān)。）

　　無(wú)源逆變電路：將直流電轉(zhuǎn)換為頻率、幅值固定或可變的交流電并直接供給負(fù)載的逆變電路。

　　整流與逆變有何區(qū)別：

　　逆變器（inverter）是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220v50HZ正弦或方波）。應(yīng)急電源，一般是把直流電瓶逆變成220V交流的。通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、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(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等 。

　　整流就是把交流強(qiáng)電變?yōu)橹绷魅蹼姷囊粋€(gè)過程，如各種開關(guān)電源

　　逆變就是把直流弱電變?yōu)榻涣鲝?qiáng)電的一個(gè)過程，如各種電動(dòng)車

　　用最簡(jiǎn)單的一句話來(lái)說就是，一個(gè)把交流變直流，一個(gè)把直流變交流。

　　整流電路和逆變電路是可控硅中頻電源的主要組成部分?？煽毓柚蓄l電源先將交流電整流成直流電，再把直流電無(wú)源逆變成中頻交流電供給感應(yīng)器線圈。在出故障時(shí)可將整流回路拉至有源逆變區(qū)以抑制故障電流。

　　變頻器的整流與逆變

　　一般家用或工廠電氣設(shè)備，多采用交流電源，但在這些設(shè)備的控制部分，也少不了要用直流。至于電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備，它們的主要元器件，如IC電路、晶體管、顯像管等，必須要用直流供電。此外，工業(yè)上的電解、電鍍用電量特別大，是直流供電的大戶。

　　把交流變?yōu)橹绷鞣Q為整流。電解或電鍍廠必須配備的整流裝置，通稱整流器。一般情況用二極管即可進(jìn)行整流，二極管是半導(dǎo)體元件中的一種，其特點(diǎn)是只能讓一個(gè)方向的電流通過，故又稱為整流元件，如圖1-2所示。

　　最常用的整流電路是“單向橋式整流電路”，其電路接線和工作原理如圖1-3所示。交流電壓u為正的期間，二極管VD1、VD2處于導(dǎo)通狀態(tài)（記為ON），在負(fù)荷電阻R上加正電壓u，ed=+u；而當(dāng)u為負(fù)時(shí)，VD3、VD4導(dǎo)通；在負(fù)荷電阻R上加負(fù)電壓，ed=-u。由于橋式接法使平均電壓ed成為直流電壓，R上流過直流電流。

　　由圖1-3可見，ed是單一方向的整流電壓，但存在較大的脈動(dòng)電流。在很多情況下，這種脈動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成不良影響，必須增設(shè)濾波電路才能得到平滑的直流。

　　把直流變?yōu)榻涣麟娏Φ慕粨Q稱為逆變（Inverter），用于逆變的裝置稱為逆變器。逆變器是變頻器的核心部件，其原理性電路如圖1-4所示。

　　圖中開關(guān)S1和S2可以任意接向十側(cè)或一側(cè)。如果像圖1-4（b）所示控制S1和S2的動(dòng)作，則對(duì)于負(fù)荷上的電壓eL為矩形波的交流電壓。該交流電壓的頻率取決于開關(guān)的切換速度。設(shè)開關(guān)正負(fù)切換一個(gè)周期的時(shí)間為T，則f=T/1，T越大，f越低，可以自由進(jìn)行控制。

　　現(xiàn)在把圖1-4的原理性電路進(jìn)行實(shí)用化，把機(jī)械式的開關(guān)S1、S2用高速的電子開關(guān)代替，這類電力電子開關(guān)很多，有晶閘管（VS）、晶體管（GTR）等多個(gè)品種可供選用。

　　可選用一種控制極可關(guān)斷的晶閘管（GTO）作為開關(guān)來(lái)構(gòu)成逆變器電路。GTO元件如圖1-5所示，它是一個(gè)三端的半導(dǎo)體整流元件，其陽(yáng)極為A，陰極為K，控制極為G。從控制極流入正方向電流，則GTO為通態(tài)（ON）；而當(dāng)加入反方向電流，則GTO為斷態(tài)（OFF）。由于GTO的電流只能從A→K單方向流過，若要滿足如圖1-4的開關(guān)功能，則必須增加用二極管反并聯(lián)的續(xù)流電路。

　　GTO控制原理的說明如圖1-5所示，通過控制極電流的正負(fù)變化進(jìn)行GTO的通斷控制。

　　GTO是一種半導(dǎo)體開關(guān)，ON、OFF的開關(guān)速度和壽命均比機(jī)械開關(guān)優(yōu)越得多。此外，由于制造技術(shù)的進(jìn)步，大容量的價(jià)格比較低的半導(dǎo)體器件層出不窮，促進(jìn)了逆變器在各個(gè)領(lǐng)域廣泛地得到應(yīng)用。