10.3电气隔离型逆变器
逆变器广泛应用于以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的逆变场合。随 着石油、煤和天然气等主要能源的日益紧张，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。利用新能 源的关键技术一一逆变器能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电 能与电网并网发电，故它在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。
按照交流用电负载与输入直流电源电气隔离元件的工作频率，逆变器可分为低频环节和高频环节 两大类；按照交流输出能量的去向，逆变器可分为无源逆变和并网逆变两大类。
本节系统地从方波、阶梯波合成、脉宽调制等低频环节逆变器到单向电压源、高频脉冲直流环节、 双向电压源、电流源、直流变换器型等高频环节逆变器，从无源逆变器到可再生能源并网逆变器，论 述了逆变技术的研究现状与发展，并给出了各类逆变器的电路结构、电路拓扑和原理波形。
10.3.1低频环节逆变技术
方波、阶梯波合成、脉宽调制逆变器的共同点是，用来实现电气隔离和调整电压比的变压器工作 频率等于输出电压频率，其体积大、笨重、音频噪音大，故称为低频环节逆变器。低频环节逆变器电 路结构，如图 10-46所示。该电路结构由工频或高频逆变器、工频变压器以及输入、输出滤波器构 成。
1?方波逆变器
方波逆变器的输出电压为方波，是最简单、发展最早的一种逆变器。其电路拓扑主要有推挽式、 半桥式和全桥式三种，如图
10-47所示。
方波逆变器具有如下特点： <1）电路结构简洁，单级功率变换 DC-LFAG 双向功率流，功率开关
工作频率低，变换效率高； <2）输出电压总的谐波畸变度达
48%变压器和输出滤波器的体积与重量
大、音频噪音大；<3）对于电网电压和负载的波动，系统动态响应特性差。
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推挽电路原理波形
直流电源滤波器 工频或高频逆变器 工频变压器滤波器交流负载
图10-46低频环节逆变器电路结构
（a>推挽电路
L
L
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2 ?阶梯波合成逆变器
为了减小方波逆变器输出波形的谐波含量，可以将多个方波逆变器移相叠加，从而构成阶梯波合成 逆变器。
阶梯波的阶高按正弦规律变化，若每个周期阶梯波的阶梯数为 2N,则需要N 台单相方波逆变
器或N/3台三相方波逆变器。每个功率电路相同，可采用推挽、桥式或三相桥式电路。阶梯波合成逆 变器的电路结构及其 N=6时原理波形，如图10-48所示。
阶梯波合成逆变器具有如下特点：
<1）单级功率变换 DC-LFAG 双向功率流、功率开关工作频率
低、变换效率高，但电路拓扑复杂、功率开关数多； <2）当阶梯数为18时，THD 为9.48%，输出滤波
器的体积与重量小，音频噪音得到改善；
<3）变压器的体积、重量大；
<4）对于电源电压和负载的波
动，系统动态响应特性好；<5）输出电压的调节难度较大。
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