逆变器的基础知识

光伏逆变器原理基础知识从事电力行业的各位同仁们应当会常常听说逆变器，知道逆变器的用途与功能，今日就先带大家了解一下光伏逆变器的原理吧。

一、工作原理及特点：工作原理：逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。

该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。

特点：(1)要求具有较高的效率。

由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必需设法提高逆变器的效率。

(2)要求具有较高的牢靠性。

目前光伏电站系统主要用于边远地区，很多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种爱护功能，如：输入直流极性接反爱护、沟通输出短路爱护、过热、过载爱护等。

(3)要求输入电压有较宽的适应范围。

由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。

特殊是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在 10V～16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。

二、光伏逆变器分类有关逆变器分类的方法许多，例如：依据逆变器输出沟通电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器;依据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。

依据逆变器线路原理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。

依据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。

为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。

1、集中型逆变器集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换掌握器来改善所产出电能的质量，使它特别接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(10kW)的系统中。

最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特殊是光伏组串因多云、树荫、污渍等缘由被部分遮挡时)，采纳集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。

逆变器工作原理逆变器是一种电子设备，用于将直流电转换为交流电。

它在许多领域中被广泛应用，如太阳能发电系统、风力发电系统、电动汽车充电桩等。

逆变器的工作原理是通过使用电子元件来改变电流的方向和频率。

1. 逆变器的基本组成逆变器主要由以下几个部分组成：- 整流器：将交流电转换为直流电；- 逆变器电路：将直流电转换为交流电；- 控制单元：控制逆变器的运行状态和输出参数。

2. 整流器部分整流器部分将交流电转换为直流电，主要包括以下几个步骤：- 输入滤波器：用于滤除输入电源中的高频噪声和干扰；- 整流桥：将交流电转换为脉冲直流电；- 电容滤波器：平滑输出脉冲直流电。

3. 逆变器电路部分逆变器电路部分将直流电转换为交流电，主要包括以下几个步骤：- 逆变桥：将直流电转换为交流电；- 输出滤波器：用于滤除输出交流电中的高频噪声和干扰；- 输出变压器：调整输出电压的大小和形状。

4. 控制单元控制单元负责控制逆变器的运行状态和输出参数，主要包括以下几个功能：- PWM控制：使用脉宽调制技术调节逆变器输出电压的大小和频率；- 保护功能：监测逆变器的工作状态，如过电流、过温、短路等，并采取相应的保护措施；- 通信接口：与其他设备进行通信，如太阳能发电系统中的光伏组件、电网等。

5. 逆变器的工作过程逆变器的工作过程可以简单描述为以下几个步骤：- 输入电源：逆变器从输入电源中获取直流电，如太阳能电池板产生的直流电；- 整流器转换：整流器将直流电转换为脉冲直流电；- 逆变器转换：逆变器电路将脉冲直流电转换为交流电；- 输出电压调节：控制单元通过PWM技术调节逆变器的输出电压和频率；- 输出电源：逆变器将转换后的交流电输出给负载设备，如家庭用电器、电动汽车等。

6. 逆变器的应用领域逆变器在许多领域中都有广泛的应用，如：- 太阳能发电系统：逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，供给家庭用电器使用；- 风力发电系统：逆变器将风力发电机产生的直流电转换为交流电，供给电网使用；- 电动汽车充电桩：逆变器将交流电转换为直流电，为电动汽车充电；- 工业应用：逆变器在工业领域中用于驱动电机、控制设备等。

逆变器的基础知识随着现代科技的进步，逆变器的出现为大家的生活提供了不小的便利，逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波），它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等，在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。

下面为大家介绍一下逆变器的作用、特点、工作原理、分类、使用注意、安装使用方法、常见问题与处理方法。

一、逆变器的作用1、逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。

通俗的讲，逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。

它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

2、广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。

3、简单地说，逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。

因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

我们处在一个"移动"的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。

在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。

二、逆变器的特点1、转换效率高、启动快；2、安全性能好：产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能；3、物理性能良好：产品采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击；4、带负载适应性与稳定性强。

三、逆变器工作原理1、逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。

转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。

DC/AC逆变器‎,DC/AC逆变器‎的基本原理‎背景知识：DC/AC逆变技‎术能够实现‎直流电能到‎交流电能的‎转换，可以从蓄电‎池、太阳能电池‎等直流电能‎变换得到质‎量较高的、能满足负载‎对电压和频‎率要求的交‎流电能。

DC/AC逆变技‎术在交流电‎机的传动、不间断电源‎(UPS)、变频电源、有源滤波器‎、电网无功补‎偿器等许多‎场合得到了‎广泛的应用‎。

DC/AC逆变技‎术的基本原‎理是通过半‎导体功率开‎关器件(例如SCR‎,GTO，GTR,IGBT 和‎功率MOS‎F ET模块‎等)的开通和关‎断作用，把直流电能‎变换成交流‎电能，因此是一种‎电能变换装‎置。

由子是通过‎半导体功率‎开关器件的‎开通和关断‎来实现电能‎转换的，因此转换效‎率比较高。

但转换输出‎的波形却很‎差，是含有相当‎多谐波成分‎的方波。

而多数应用‎场合要求逆‎变器输出的‎是理想的正‎弦波，因此如何利‎用半导体功‎率开关器件‎的开通和关‎断的转换，使逆变器输‎出正弦波和‎准正弦波就‎成了DC/AC逆变器‎技术发展中‎的一个主要‎问题。

基本原理：常用逆变器‎主电路的基‎本形式有两‎种分类方法‎：按照相数分‎类，可以分为单‎相和三相；按照直流侧‎波形和交流‎侧波形分类‎，可以分为电‎压型逆变器‎和电流型逆‎变器。

具体如下：DC/AC逆变器‎按拓扑结构‎划分，分为Buc‎k型DC/AC逆变器‎，Boost‎型DC/AC逆变器‎，Buck-Boost‎型DC/AC逆变器‎。

1，Buck型‎D C/AC逆变器‎Buck型‎D C/AC逆变器‎电路基本拓‎扑如图所示‎。

采用了两组‎对称的Bu‎c k电路，负载跨接在‎两个Buc‎k变换器的‎输出端，并以正弦的‎方式调节B‎u ck变换‎器的输出电‎压，进行DC/AC的变换‎。

它包括直流‎供电电源V‎m，输出滤波电‎感L1和L‎2，功率开关管‎S1-S4 。

滤波电容C‎1和C2，续流二极管‎D1-D4，以及负载电‎阻R。

不同逆变器波形基础知识原理讲解高频逆变器区别于普通的逆变器，高频逆变器的主要作用是在电源逆变的过程当中添加高频的转换。

在材料和体积上，高频逆变器也不同于普通逆变器，高频逆变器的用料使其重量更轻，体积更小。

更加适合需要缩减体积但是又需要保持原有效率的设计。

高频逆变器的优点还远远不止于此。

优缺点高频逆变器采用的是体积小，重量轻的高频磁芯材料，从而大大提高了电路的功率密度，使得逆变电源的空载损耗很小，逆变效率得到了提高。

通常高频逆变器峰值转换效率达到90%以上。

但是其也有显著缺点，高频逆变器不能接满负荷的感性负载，并且过载能力差。

方波逆变器方波逆变器输出的交流电压波形为方波。

此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同，但共同的特点是线路比较简单，使用的功率开关管数量很少。

设计功率一般在百瓦至千瓦之间。

方波逆变器的优点是：线路简单、价格便宜、维修方便。

缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，对收音机和某些通讯设备有干扰。

此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护功能不够完善，噪声比较大等缺点。

阶梯波逆变器此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波，逆变器实现阶梯波输出也有多种不同线路，输出波形的阶梯数目差别很大。

阶梯波逆变器的优点是，输出波形比方波有明显改善，高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波。

当采用无变压器输出时，整机效率很高。

缺点是，阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多，其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。

这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。

此外，阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。

使用范围：目前大部分市售高频逆变器能够提供的波形。

这类准正弦波逆变器可应用于笔记本电脑、电视机、音响、摄像机、数码相机、车载冰箱、打印机、各种充电器、掌电上脑、游戏机、影碟机、移动DVD。

性能特点：持续300W功率输出，输入&输出完全隔离，功率：变压器隔离，信号：光耦隔离，独立辅助电源，高效率，最大93%，恒(限)功率输出，真正做到短路保护。

光伏发电系统用逆变器基本知识逆变器的概念通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。

与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。

它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制PWM技术等学科基础之上的一门实用技术。

它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。

逆变器的分类逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。

1．按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。

工频逆变器的频率为50～60HZ的逆变器；中频逆变器的频率一般为400HZ到十几KHZ；高频逆变器的频率一般为十几KHZ到MHZ。

2．按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

3．按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。

凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。

4．按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。

5．按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器等。

又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。

前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类；后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管（IGBT）等均属于这一类。

6．按直流电源分，可分为电压源型逆变器（VSI）和电流源型逆变器（CSI）。

逆变器工作原理
逆变器是一种电力电子设备，其主要功能是将直流电能转换为交流电能。

它常用于太阳能、风能等可再生能源系统中，将这些能源产生的直流电能转换为交流电能并接入电网。

逆变器的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 输入滤波：首先，逆变器会通过滤波电路对输入的直流电进行滤波，以减小电流中的脉动和噪声。

2. 直流-直流转换：经过滤波后的直流电进入逆变器的直流-直
流转换单元。

在该单元中，直流电会通过一组功率开关进行转换和控制。

这些开关可以是晶体管、功率场效应管（MOSFET）等。

功率开关的控制信号由逆变器的控制电路提供。

3. 逆变：经过直流-直流转换后，得到稳定的直流电。

然后，
逆变器会将这个直流电通过全桥逆变单元转换为交流电。

全桥逆变单元具有四个功率开关，通过对它们的开与关的控制可以实现交流电的产生。

交流电的频率、幅值等特性可以通过调节开关的开关频率、占空比等参数来控制。

4. 输出滤波：最后，逆变器通过输出滤波电路对输出的交流电进行滤波，以消除输出电流中的高频成分和噪声，得到纯净的交流电。

总的来说，逆变器通过输入滤波、直流-直流转换、全桥逆变
和输出滤波等步骤，将输入的直流电转换为输出的交流电。

逆
变器的控制电路可以根据需要灵活地调节各种参数，以满足不同应用场景对交流电源的要求。

新能源电力基础知识九：PCS与逆变器的区别“电源转换系统（PCS）和逆变器(inverter)有什么区别呢？我们在这里解释一下。

1、什么是PCS？什么是逆变器？我们来先了解一下基本原理：•整流（rectifier）：交流AC变直流DC；•逆变（inverter）：直流DC变交流AC；•斩波（chopper）：直流DC变直流DC，分为基本斩波，复合斩波，带隔离的直流变直流；•变频（VFD）：交流AC变交流AC，包含交交变频，交交调压。

整流和逆变这个过程称为换流，换流设备称为换流站（converter）; 直流变直流和交流变交流这个过程我们称为变流，其实就是把一种形式的直流电（交流电）变成另一种形式的直流电（交流电）。

但是在英文表述里，变流和换流其实是一个单词，比如直流变直流中的降压电路叫buck converter。

为了区分这些能量的变化，有不同的名称。

但是本质上都是能量形式的转换，整流器（rectifier）、逆变器（inverter）、斩波器（chopper）及变频驱动器（VFD）皆为变流器的一种。

像平时所说的PCS更多的是多种能量变换的组合系统。

电源转换系统（PCS: Power Conversion System）是一种用于双向转换连接在电池系统与电网和/或负载之间的电能的设备。

该装置应具有充放电功能、有功无功功率控制功能和脱机切换功能。

逆变器(inverter)是将电压从直流电(DC) 转换为交流电(AC) 的电气设备。

2.交流和直流之间的区别？接下来让我们谈谈交流和直流之间的区别。

电流以两种方式流动：交流电(AC) 或直流电(DC)。

“电流”只不过是电子通过导体（如电线）的运动。

交流电和直流电的区别在于电子流动的方向。

在直流电（DC ）中，电子沿单一方向流动。

在交流电中，电子的流动是会转换方向的，有时“向前”，然后“向后”。

交流电是远距离输电（家用）的最佳方式。

现在我们知道了交流电和直流电之间的区别，让我们来谈谈我们用到的负载（例如空调、洗衣机、电磁炉、灯泡、点烟器等）。

逆变器工作原理引言概述：逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的电子设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电、电动车辆等领域。

了解逆变器的工作原理对于电力工程师和电子爱好者来说至关重要。

本文将详细介绍逆变器的工作原理，包括其基本原理、构成要素和工作过程。

一、逆变器的基本原理1.1 电源与负载间的转换逆变器的基本原理是将直流电源转换为交流电源。

直流电源通常由电池、太阳能电池板等提供，而交流电源是我们家庭和工业中常用的电源。

逆变器通过将直流电源经过一系列电子元件的处理，将其转换为交流电源，以供给负载使用。

1.2 逆变器的拓扑结构逆变器的拓扑结构通常采用多种形式，如单相桥式、三相桥式、多电平等。

其中，单相桥式逆变器是最常见的一种。

它由四个开关管和四个二极管组成，通过开关管的开关动作来实现对直流电源的控制，从而产生交流电源。

1.3 逆变器的控制策略逆变器的控制策略是指通过控制开关管的开关动作来实现对输出电压和频率的控制。

常见的控制策略有脉宽调制（PWM）控制和谐波控制。

脉宽调制控制通过调节开关管的开关频率和占空比来控制输出电压的大小和波形的形状。

谐波控制则是通过控制开关管的开关时间来实现对输出电压的控制。

二、逆变器的构成要素2.1 开关管开关管是逆变器中最关键的元件之一，它负责控制直流电源的开关动作。

常见的开关管有晶体管和功率场效应管。

晶体管具有高开关速度和较低的导通压降，适适合于低功率逆变器。

功率场效应管则具有较低的导通电阻和较高的开关速度，适适合于高功率逆变器。

2.2 控制电路逆变器的控制电路负责对开关管的开关动作进行控制。

它通常由微处理器、控制芯片和传感器组成。

微处理器负责接收输入信号并进行相应的计算，控制芯片则负责产生控制信号，传感器则用于监测逆变器的工作状态。

2.3 滤波电路逆变器输出的交流电压中往往含有较高的谐波成份，为了减小谐波成份对负载的影响，逆变器通常需要配备滤波电路。

滤波电路可以通过电感和电容来实现对谐波的滤除，从而得到较为纯净的交流电源。

逆变器环路控制类书籍一、引言逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，广泛应用于太阳能发电、风能发电等可再生能源领域。

而逆变器环路控制则是指通过对逆变器内部控制环路的设计和优化，实现对逆变器输出电压、频率等参数的精确控制。

因此，逆变器环路控制类书籍成为了学习和掌握逆变器技术的重要工具。

二、逆变器环路控制的基础知识1. 逆变器基本原理：介绍逆变器的工作原理和基本组成结构，包括直流输入端、交流输出端、控制电路等。

2. 逆变器控制策略：介绍逆变器的不同控制策略，如脉宽调制（PWM）控制、电流控制、电压控制等，以及它们各自的优缺点。

3. 逆变器环路控制：详细介绍逆变器内部环路控制的设计和优化方法，包括闭环控制、开环控制、PID控制等，并且结合实例进行说明和分析。

三、逆变器环路控制的进阶知识1. 逆变器模型与控制：介绍逆变器的数学模型建立方法，包括状态空间模型、频域模型等，并讲解如何通过模型来设计和优化环路控制。

2. 高性能逆变器环路控制：介绍如何通过高性能控制器、先进的控制算法等手段，提高逆变器环路控制的精度和性能。

3. 逆变器保护与故障诊断：讲解如何设计逆变器的保护机制，以及如何通过故障诊断来提高逆变器的可靠性和稳定性。

四、逆变器环路控制的应用案例1. 太阳能逆变器环路控制：以太阳能发电逆变器为例，介绍如何设计逆变器环路控制，以适应太阳能电池板输出功率的变化。

2. 风能逆变器环路控制：以风能发电逆变器为例，介绍如何利用逆变器环路控制平稳输出电压和频率，以适应风能发电的不稳定特性。

五、逆变器环路控制的发展趋势1. 多级逆变器环路控制：介绍多级逆变器环路控制的原理和优势，以及其在大容量逆变器应用中的发展前景。

2. 智能化逆变器环路控制：讲解如何利用人工智能、大数据等技术手段，实现逆变器环路控制的智能化和自适应。

六、结语逆变器环路控制类书籍是学习和掌握逆变器技术的重要参考资料，通过对逆变器基础知识、进阶知识以及应用案例的学习，可以帮助读者深入理解逆变器环路控制的原理和方法，并在实际应用中做出合理的设计和优化。