介绍
本文深入探讨了交流电源。
进一步阅读并了解有关以下主题的更多信息：
- 什么是交流电源？
- 交流电的性质
- 单相和三相交流电源
- 交流到交流转换器
- 功率逆变器
- 不间断电源 (UPS)
- AC 到 AC 适配器
- 可编程电源
1.什么是交流电源(电源线厂家)？
交流电源是一种用于向负载提供交流 (AC) 电源的电源。电源输入可以是交流或直流形式。墙壁插座（市电）和各种电力存储设备提供的电力通常与负载所需的电力不兼容。为了解决这个问题，交流电源将交流电源从电源转换并微调为设备所需的电压、电流和频率。它是通过升高或降低电压，然后进行滤波来实现的。因此，电力以正确和受控的方式提供给设备。
交流电源还可以调节提供给负载的电压和/或使负载汲取的电流达到安全水平。
2.交流电的性质
交流电 (AC) 是一种电流形式，其中电流周期性地反转方向。结果，电压也随时间改变极性。它是由交流发电机通过电磁感应原理产生的；交流发电机由在固定磁极上旋转的导体组成。
交流电与直流电相反，直流电的极性和方向随时间保持不变。
交流波形
波形描述了电流的大小和方向。交流波形是通过绘制电流或电压的瞬时纵坐标值与时间的关系来获得的。最常见的是正弦波形，通常称为正弦波，但也有其他交流波形，例如三角波、方波和锯齿波。
正弦波是连续波，以其在 0 上下振荡的特征 S 形而著称。它们的图的 x 轴分为表示时间的度数，即时间以度数表示。另一方面，y 轴对应于电压或电流。当波完成从 00 到 3600 的行进时，一个周期就完成了。
交流正弦波由数学方程表示：A(t) = Amax sin (2πft)。
- 幅度(Amax) 是指交流波形达到的最大电压或电流。它也指电压或电流的强度。它在正弦波图上显示为最高和最低峰值，分别对应于绘图的 900 和 2700 x 坐标。幅值达到2700时有负号。但负号只表示波的方向是反向的，电压和电流的值不小于零。交流波形中电压的最大值称为“峰值电压”。
- 频率(f) 是波周期在一秒钟内重复的次数。赫兹（Hz，每秒周期数）是频率的测量单位。这是交流电气系统中经常指定的关键参数之一。
- 周期(T) 是完成一个周期所需的持续时间。它等于 1/f。高频波的周期较短。
- 平均电压和电流分别是一个波周期内所有瞬时电压和电流的平均值。对于交流正弦波，它们等于零，因为波在 0 上下对称振荡，除非有叠加的直流。
- 均方根 (RMS) 电压和电流是理论上的等效直流电压或电流，它会消耗与测量的相同交流电压或电流相同的功率或热量。RMS 是变化量大小的统计量度。在交流正弦波形中，RMS 电压等于峰值电压除以 2 的平方根。此值用于计算有效交流电压。
- 相位差(φ) 是指两个波形之间的角度差。它衡量领先波在滞后波之前的时间。它也可以通过减去波到达其最高或最低峰值的相应角度来确定。
交流电的应用
交流电形式的电力由大多数发电厂产生并由大多数电网分配。它是向我们的家庭、企业和工业输送电力的典型形式。这是因为与直流电相比，交流电的生成和传输成本更低、效率更高。交流电的电压可以通过变压器升压和降压，以最大限度地减少传输过程中的功率损耗。此外，变压器只能在交流电上工作，因为它们依赖于交流电的反转特性。
收音机、灯具、电机、电视机和其他家用电器等电子设备和设备直接使用交流电源进行操作。同时，直流电源通常用于消费电子产品。
发电厂和电网向最终用户提供的交流电源的频率和电压因国家或地区而异。在美国，我们家庭和企业的墙壁插座提供的标准频率和电压分别为 60 Hz 和 120 VAC。当我们去其他国家时，既定的标准频率和/或电压可能会有所不同。
转换器和变压器形式的交流电源使我们的电气设备与市电提供的交流电兼容。使用不兼容的电力形式（即错误的频率或电压）可能会导致连接的设备出现故障或故障。检查交流电源的输入电压额定值是否可以与您所在地区的电源一起使用非常重要。否则，它还可能损坏交流电源及其连接的电气设备。
3.单相和三相交流电源
单相电源
单相电源由两根载流导体组成：相线和中性线。转换后的交流电从相线流向连接的负载。电流通过用电负载后，会通过零线返回电源。与三相电源相比，它的结构更简单，并且消耗的导体更少。
单相功率由正弦波表示。一个完整的周期是3600，正负峰值分别在900和2700。由于电压的上升和下降，电力不是以恒定的速率提供的。
单相电源用于运行具有低功率要求的电气设备和设备。它通常用于住宅空间，为风扇、冷却器、小型空调、灯具等电器供电。但是，它不能为大型工业设备供电。
三相电源
三相电源主要由三个载流导体组成。这些电源中的电路可能采用星形或三角形配置。 Y 形配置中存在中性线。
三相电力系统由三个正弦波表示，每个导体一个，它们之间的相位差为 1200。每个相位的频率和幅度相等。在这个电力系统中，每一个完整的周期，波会两次达到峰值电压，而净电压永远不会达到零。因此，以几乎恒定的速率向负载提供稳定的电力流。与负载相同负载的单电源相比，三相电源的效率要高得多。
三相电力系统用于功率要求较大的重型工业设备。它们通常用于动力泵、电加热器、电机等。它们运行起来更经济。
4.AC 到 AC 转换器
交流到交流转换器将输入交流电源转换为设备所需的频率、电压和相位。AC到AC转换器的常见类型如下：
DC-Linked AC 到 AC 转换器
直流连接的交流到交流转换器使用整流器和直流链路首先将提供的交流电整流并平滑成直流电。直流母线电容器桥接电源和逆变器，并充当负载平衡储能装置，调节电压并防止逆变器中的电压尖峰和 EMI。一旦电流转换为直流电，逆变器会将其转换回具有所需输出频率和电压的交流电。这些转换器有两种类型：
- 电流源逆变器 (CSI) 转换器
- 电压源逆变器 (VSI) 转换器
循环转换器
循环转换器将一定频率的交流电转换成较低频率的交流输出。与前一种不同，没有转换为 DC 作为中间步骤，成本高，损失更大。
5.功率逆变器
功率逆变器或直流到交流逆变器是将输入的低压直流电转换为可以运行交流电子设备的有用交流电的交流电源类型。它用于便携式和应急电源。电源逆变器允许您利用来自电池、燃料电池和可再生能源的直流电来操作需要交流电的车辆、电器和其他电子设备。功率逆变器与将交流电转换为直流电的整流器相反，通常用于直流电源。
6.不间断电源
不间断电源 (UPS) 可在短时间内为负载提供备用或应急电源，以防主电源电压下降或出现故障。它还可以保护敏感设备免受功率波动、瞬时电压尖峰和下降、噪声和谐波失真的影响。它通常用于计算机、数据存储系统、电信系统、工业设备和医疗保健设施；它在医疗保健系统中发挥着关键作用，因为它为医院中的生命支持设备提供备用电源，特别是在重症监护室。
AC 到 AC 类型的 UPS 可以向负载提供输出 AC 电源。当输入的交流电源进入 UPS 时，首先通过整流器将其转换为直流电。直流电对电池充电以存储电能，如果发生电源中断，这些电能将用于为逆变器供电。如前所述，逆变器将直流电转换为输出交流电。
UPS 分为三种类型：
在线式UPS或双转换UPS
在在线 UPS 的正常运行中，所有输入的交流电都被转换为直流电。一部分直流电通过充电控制器电路为电池充电。电池直接连接到逆变器。剩余的直流电用于为逆变器供电，逆变器为负载提供交流电。整流器和逆变器始终处于激活状态。在停电的情况下，电池将保持稳定的电流流，因为无需切换到另一个电源。因此，将有一个零时间延迟。
在线 UPS 用于敏感的电子设备，其中几毫秒的停电会对设备的运行产生巨大影响。然而，由于有许多功率转换，功率损耗很高。在线 UPS 需要一个大电池，由于连续充电，电池寿命较短。
离线 UPS 或备用 UPS
在在线 UPS 的正常运行中，输入的交流电的主要部分提供给负载，而其余部分则转换为直流电，用于为电池充电。在停电的情况下，静态转换开关将从逆变器切换负载的电源。只有在这种情况下才会激活逆变器，从而延迟交流电流向负载。这些切换延迟可能需要 5-25 毫秒。
因此，离线式UPS仅用于非关键电子设备，例如个人电脑，可以承受非常短暂的功率波动。由于功率转换较少，因此功率损耗也较少。
在线互动式UPS
在线交互式 UPS 通过使用可变电压自耦变压器和滤波器提供稳压输出。它可以对轻微的过压或欠压情况做出响应，而无需使用电池中的直流电源。电池中储存的直流电只有在停电时间较长时才会消耗。
变压器将交流电压升压或降压到设备所需的值。它们被整合到其他类型的交流电源中以调节电压。在线互动式 UPS 中的自耦变压器是一种变压器，由缠绕在单芯中的单导体绕组组成。它价格便宜且尺寸紧凑。另一方面，隔离变压器用于为设备提供交流电源，但不会增加或降低电压。它用于保护设备免受电气噪声和电压尖峰的影响。初级和次级绕组的匝数相等。
7.AC 到 AC 适配器和可编程电源
AC 到 AC 适配器
AC 到 AC 适配器是一种电源，它可以降低来自主电源的特定频率的交流电的电压。它用于转换交流电源，为需要较低电压的负载供电。
它也被称为墙壁插入式变压器、墙壁凸块、电源立方体、墙壁适配器或墙壁疣。AC 到 AC 适配器的组件包含在一个小的塑料外壳内。为了汲取电流，它们必须通过将其端子插入墙壁插座来连接到主电源。
可编程电源
可编程电源是台式电源，可为负载供电，并可远程控制输出电压、频率和电流。它们能够提供交流和直流电源。这些电源的远程操作是通过模拟或数字接口和集成微型计算机来控制和监视设备的电源。可编程电源通常用于半导体制造、晶体生长过程和 X 射线发生器。
概括
- 交流电源用于向电子设备提供交流电。它们将来自主电源或电力存储设备的交流电转换为获得负载所需的正确电压、频率、电流和形式的交流电。交流电源的输入可以是交流或直流电源。
- 交流电 (AC) 是一种电流形式，其中电流周期性地反转方向。它是发电厂和电网产生和分配的电力的标准形式。
- 交流到交流转换器将交流电源转换为设备所需的频率、电压和相位。
- 功率逆变器将来自功率存储设备（例如，电池）的低压输入直流电转换为有用的交流电。功率逆变器的类型有PSW和MSW逆变器。
- 不间断电源 (UPS) 可在电源中断时提供备用交流电源。UPS的种类有在线式或双转换式、离线式或备用式、在线互动式UPS。
- 变压器和 AC 到 AC 适配器用于升高或降低提供给负载的 AC 电压。
- 可编程电源用于远程控制和向负载供电。
本文由程达电器原创分享
官网由宁波久五网络有限公司设计制作