逆变器的基本知识
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逆变器选型知识手册一、逆变器基础知识目前逆变器主要采用 PWM 技术:控制器在单脉冲周期内快速投切直流,保证直流的积分值等于同时刻下交流正弦波的采样值,这样经滤波器输出后,即可得到超过 96%的正弦波输出。
输出电压被脉冲调制的自励逆变器为脉冲逆变器。
这种逆变器通过增加周期内脉冲的切换次数,来降低电压,电流的脉冲次数;只能通过增加逆变器的整流支数来实现。
交流侧的等效电感决定了电流谐波的含量。
因此,为了满足并网接入要求,应保证光伏发电系统的等效电感值小。
逆变器后接低通滤波器和隔离变压器,将滤除 N-1 阶以下的谐波,其中 N 为交流电流周期的触发脉冲数。
增加切换频率,则电力电子设备的功率损耗将增加;但低切换频率下,低通滤波器的损耗将增加。
如果希望并入单相交流电网的电流倍频,则调制光伏发电机直流输出的交流控制信号频率也要加倍。
二、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。
三、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。
工频逆变器工频逆变器的频率为50~60Hz的逆变器,图1 示出采用工频变压器升压的逆变电路。
它首先把直流电逆变成工频低压交流电;再通过工频变压器升压成220V,50Hz 的交流电供负载使用。
它的优点是结构简单,各种保护功能均可在较低电压下实现。
新能源知识:光伏逆变器的分类
光伏逆变器是应用在太阳能光伏发电领域的专用逆变器。
它将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流能量。
是光伏系统中不可缺少的核心部件。
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。
有关逆变器分类的方法很多,例如:根据逆变器输出交流电压的相数,可分为单相逆变器和三相逆变器;根据逆变器使用的半导体器件类型不同,又可分为电晶体逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。
根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。
根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。
下面以逆变器适用场合的不同进行分类: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IGB T功率模组,功率较小的使用场效应电晶体,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的品质,使它非常接近于正弦波电流,一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。
组串逆变器:组串逆变器是基于模组化概念基础上的,每个光伏组串(1-5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。
许多大型光伏电厂使用组串逆变器。
微型逆变器:在微型逆变器的光伏系统中,每一块电池板分别接入一台微型逆变器,当电池板中有一块不能良好工作时,则只有这一块都会受到影响,而其他光伏电池板都将在最佳工作状态运行,使得系统总体效率更高、发电量更大。
逆变器通俗的讲,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.利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路。
它激式变换部分采用TL494,VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路,驱动两路各两只60V/30A的MOS FET开关管。
如需提高输出功率,每路可采用3~4只开关管并联应用,电路不变。
TL494在该逆变器中的应用方法如下:第1、2脚构成稳压取样、误差放大系统,正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压,经R1、R2分压,使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7~5.6V取样电压。
反相输入端2脚输入5V基准电压(由14脚输出)。
当输出电压降低时,1脚电压降低,误差放大器输出低电平,通过PWM电路使输出电压升高。
正常时1脚电压值为5.4V,2脚电压值为5V,3脚电压值为0.06V。
此时输出AC电压为235V(方波电压)。
第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。
正常电压值为0.01V。
第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。
正常时5脚电压值为1.75V,6脚电压值为3.73V。
第7脚为共地。
第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极,第12脚为TL494前级供电端,此三端通过开关S控制TL494的启动/停止,作为逆变器的控制开关。
当S1关断时,TL494无输出脉冲,因此开关管VT4~VT6无任何电流。
S1接通时,此三脚电压值为蓄电池的正极电压。
第9、10脚为内部驱动级三极管发射极,输出两路时序不同的正脉冲。
正常时电压值为1.8V。
第13、14、15脚其中14脚输出5V基准电压,使13脚有5V高电平,控制门电路,触发器输出两路驱动脉冲,用于推挽开关电路。
第15脚外接5V电压,构成误差放大器反相输入基准电压,以使同相输入端16脚构成高电平保护输入端。
此接法中,当第16脚输入大于5V的高电平时,可通过稳压作用降低输出电压,或关断驱动脉冲而实现保护。
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。
逆变器行业知识点总结逆变器的原理逆变器的核心原理是利用电子器件(如晶闸管、场效应管、功率管等)来将直流电转换为交流电。
在逆变器中,直流电首先经过整流器变为直流脉动电,然后经过滤波器平滑成直流电源。
接下来,直流电源经过逆变器模块变成与正弦波交流电相似的交变电源。
逆变器的设计与控制涉及电子器件、电路设计、控制算法等多个领域,是一个复杂而关键的技术问题。
逆变器的分类根据逆变器输出波形的类型,逆变器可以分为纯正弦波逆变器、修正正弦波逆变器和方波逆变器。
纯正弦波逆变器可以产生高质量的正弦波交流电,适用于高要求的电子设备;修正正弦波逆变器在输出波形上进行了一定程度的修正,可以满足一些较低要求的电子设备;方波逆变器产生方波交流电,适用于一些功率较低的设备。
此外,逆变器还可以根据输出功率的不同分为小功率逆变器、中功率逆变器和大功率逆变器。
逆变器的应用领域逆变器在工业、商业和家庭领域都有着广泛的应用。
在工业领域,逆变器常用于电机驱动、风力发电、太阳能发电等领域;在商业领域,逆变器被用于UPS系统、电源变换器等设备;在家庭领域,逆变器被用于太阳能发电系统、家用UPS系统等。
逆变器的发展趋势随着清洁能源和智能电网的发展,逆变器行业正面临着巨大的机遇和挑战。
一方面,逆变器作为太阳能发电和风力发电等清洁能源系统的核心组成部分,随着清洁能源的发展,逆变器市场需求将会快速增长;另一方面,智能电网的建设和运行对逆变器技术提出了更高的要求,如需求响应、电网稳定控制、电能质量等方面的问题需要逆变器技术提供解决方案。
未来,逆变器行业还将面临着技术升级和创新的挑战。
随着功率电子器件技术的发展,逆变器的功率密度将会不断提高,体积更小、效率更高;控制算法和智能化技术的发展将使逆变器具有更好的电能质量和更强的适应性;另外,逆变器与储能系统、微电网等领域的结合也将带来新的发展机遇。
综上所述,逆变器行业是一个充满活力和发展潜力的产业,逆变器的原理、分类、应用领域和发展趋势都具有重要的意义。
递变器维修知识点总结1. 逆变器的基本工作原理逆变器的基本工作原理是将直流电转换为交流电。
它的工作过程包括三个步骤:首先将输入的直流电转换为高频率的交流电,然后通过滤波器将高频率交流电转换为低频率交流电,最后输出给电网或其他交流电设备使用。
逆变器内部通常包含功率开关、控制电路和变压器等组件,通过这些组件完成直流电到交流电的转换过程。
2. 逆变器常见故障及原因逆变器在使用过程中可能会出现各种故障,常见的包括过载、短路、温度过高、输出电压异常等。
这些故障可能是由于电路设计不合理、元器件老化、或者操作不当等原因引起的。
对于不同的故障原因,需要采取不同的维修措施。
3. 逆变器维修需要注意的安全问题在进行逆变器维修时,需要特别注意安全问题。
首先要确保设备断电并且放电,避免电击事故发生。
其次要注意防止触及高温部件,以免烫伤。
另外,操作时要注意防止元器件损坏,避免维修过程中引发更大的故障。
4. 逆变器维修常用工具和仪器在进行逆变器维修时,需要准备一些常用的工具和仪器,包括万用表、示波器、电烙铁、螺丝刀、扳手等。
这些工具和仪器可以帮助技术人员进行故障排除和维修工作,保证维修工作的顺利进行。
5. 逆变器维修流程逆变器维修的流程通常包括故障诊断、故障定位、故障修复和设备测试等步骤。
在进行维修时,首先要通过观察、测量和测试等方法对故障进行诊断,找出故障的原因。
然后要根据故障的原因进行定位,确定需要维修或更换的元器件。
接下来进行故障修复,将受损的元器件进行更换或维修。
最后进行设备测试,确保维修后的逆变器可以正常工作。
6. 逆变器常见故障修复方法逆变器常见的故障包括元器件损坏、接触不良、控制电路故障等。
对于这些故障的修复方法,需要根据具体情况进行不同的操作。
比如对于元器件损坏,需要进行更换或者修复;对于接触不良,需要进行重新焊接或清洁;对于控制电路故障,需要进行线路跟踪和替换受损的元器件等。
7. 逆变器故障预防措施为了减少逆变器的故障率,可以采取一些预防措施,包括定期检查、保养、及时清洁、防护措施等。
光伏逆变器相关知识光伏逆变器是太阳能发电系统中不可或缺的重要组件。
它将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,为家庭、商业和工业用户提供电力。
本文将分步介绍光伏逆变器的相关知识,包括工作原理、种类、应用和性能评估等。
一、工作原理光伏逆变器的主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以供电网或设备使用。
它通过两个关键步骤实现这一功能:直流-直流(DC-DC)转换和直流-交流(DC-AC)转换。
在直流-直流转换过程中,逆变器通过最大功率点跟踪(MPPT)算法调整直流电压和电流,以使太阳能电池板发挥最大输出功率。
然后,逆变器将此直流电输入到DC-AC变换器中。
在直流-交流转换过程中,逆变器将直流电转换为固定频率且幅值可控的交流电。
这样的交流电符合电网的标准,可直接供电网使用或进一步被其他设备利用。
二、种类光伏逆变器可以根据连接方式、功率范围和应用环境等分类。
常见的种类有以下几种:1. 独立式/网侧式逆变器:独立式逆变器主要用于离网系统,不需要连入电网。
而网侧式逆变器则连接到电网,可对接并与其同步运行,将多余的电能注入电网。
2. 单相/三相逆变器:根据电源输入和输出的相数,逆变器可分为单相和三相逆变器。
单相逆变器适用于家庭和小型商业应用,而三相逆变器通常用于工业和商业应用。
3. 中频/高频逆变器:根据电压和频率的变换方式,逆变器可分为中频和高频逆变器。
中频逆变器适用于大功率应用,而高频逆变器则适用于小功率应用。
4. 引流/非引流逆变器:引流逆变器具有对电网进行主动控制的功能,可以实现电力品质的调整和故障保护等操作。
而非引流逆变器则只能将电能注入电网,没有主动控制的功能。
三、应用光伏逆变器广泛应用于家庭、商业和工业领域,为用户提供可靠的电力供应。
以下是一些主要的应用场景:1. 屋顶光伏发电:光伏逆变器通常安装在屋顶上,将太阳能电池板生成的直流电转换为可用的交流电,为家庭供电或并网供电。
2. 太阳能农业:光伏逆变器在农田中的应用越来越广泛,用于给水泵、农业设备和温室等提供电力。
储能逆变器知识体系架构1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开:1. 储能逆变器的定义和作用:储能逆变器是一种能够将直流电能转换为交流电能并储存起来的设备。
其主要作用是将储存的电能进行逆变处理,以满足不同负载需要的电能输出。
2. 储能逆变器的应用领域:储能逆变器广泛应用于电力系统、新能源领域和电动车等领域。
在电力系统中,储能逆变器可以用于应对电网波动、提高系统稳定性;在新能源领域,储能逆变器可以将电能储存起来,提高能源利用率;在电动车中,储能逆变器可以将电池储存的直流电能转换为交流电能,驱动电动机运行。
3. 储能逆变器的特点和优势:储能逆变器具有多种特点和优势。
首先,储能逆变器能够实现直流电能到交流电能的高效转换,提供稳定的电能输出。
其次,储能逆变器具有较高的电能储存能力,能够应对电能需求的波动。
另外,储能逆变器还可以具备多种电能管理功能,如功率控制、电能储存与释放管理等。
4. 储能逆变器的发展趋势和挑战:随着新能源技术的不断发展和应用,储能逆变器在实际应用中也面临着一些挑战。
其中,如何提高储能逆变器的能效、降低成本、提高产品可靠性等是当前的研究重点。
此外,随着电力系统对新能源的大规模集成,储能逆变器需要进一步提高对电网波动的响应能力,确保系统的安全稳定运行。
通过以上内容的阐述,读者可以初步了解储能逆变器的概念、作用、应用领域以及其特点和发展趋势。
这也为接下来文章的具体内容提供了铺垫。
1.2 文章结构文章结构部分包括以下内容:文章结构是指本文的整体组织框架和逻辑顺序。
本文采用了如下的文章结构:1. 引言:介绍储能逆变器的背景和意义。
概述了本文的主要内容和结构。
2. 正文:对储能逆变器的基本原理进行介绍和解析。
包括储能逆变器的工作原理、核心组成部分、电路结构等内容。
同时还将对储能逆变器的分类进行详细说明。
2.1 储能逆变器基本原理:介绍储能逆变器的工作原理和基本原理。
包括能量储存和逆变过程的原理、控制策略等方面的内容。
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MOSFET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DC/AC逆变器Buck型DC/AC逆变器电路基本拓扑如图所示。
采用了两组对称的Buck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Buck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。
通过滑模控制,使输出电容电压V1和V2随参考电压的变化而变化,从而使两个Buck变换器各产生一个有相同直流偏置的正弦波输出电压,并且V1和V2在相位上互差180度。
由于负载跨接在K和代的两端,则DC/AC变换器的输出电压玲为如下式所示的正弦波,图2所示即为逆变器的基本工作原理。
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)。
光伏逆变器知识大全一、光伏逆变器*概述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、电源调整器或逆变器。
根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。
根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。
对于用于并网系统的逆变器,根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。
光伏逆变器是光伏系统中的核心设备,它将太阳能电池板的直流电转换为交流电,因而光伏逆变器市场与光伏系统相关的市场关联紧密,在光伏系统中的成本占比约 10%-13%。
光伏逆变器市场是一个在全球经济衰退的大环境下充满活力的市场。
欧洲目前是全球太阳能产业发展的领头羊,中美两国竞相加大了对太阳能利用的研究、投资和开发的力度。
二、光伏逆变器*组成• 主要参数、系统构成和主回路拓扑• 直流输入部分• 逆变部分(IGBT模块和驱动器)• LC滤波器和交流输出• 二次电路• 控制和保护• 散热• 机柜三、光伏逆变器*工作原理逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。
一般由升压回路和逆变桥式回路构成。
升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。
逆变器主要由晶体管等开关元件构成,通过有规则地让开关元件重复开-关(ON-OFF),使直流输入变成交流输出。
当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。
一般需要采用高频脉宽调制(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。
浅谈光伏发电系统用逆变器的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)。
前者,直流电压近于恒定,输出电压为交变方波;后者,直流电流近于恒定,输也电流为交变方波。
7.按逆变器输出电压或电流的波形分,可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。
8.按逆变器控制方式分,可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。
9.按逆变器开关电路工作方式分,可分为谐振式逆变器,定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。
10.按逆变器换流方式分,可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。
逆变器的基本结构逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能逆变装置的核心,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。
电力电子开关器件的通断,需要一定的驱动脉冲,这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。
产生和调节脉冲的电路。
通常称为控制电路或控制回路。
逆变装置的基本结构,除上述的逆变电路和控制电路外,还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等,如图2所示。
逆变器的工作原理。
1.全控型逆变器工作原理:图3所示,为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路,图中,交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。
并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。
当逆变器电路接上直流电源后,先由Q11、Q14导通,Q1、Q13截止,则电流由直流电源正极输出,经Q11、L或感、变压器初级线圈图1-2,到Q14回到电源负极。
当Q11、Q14截止后,Q12、Q13导通,电流从电源正极经Q13、变压器初级线圈2-1电感到Q12回到电源负极。
此时,在变压器初级线圈上,已形成正负交变方波,利用高频PWM控制,两对IGBT管交替重复,在变压器上产生交流电压。
由于LC交流滤波器作用,使输出端形成正弦波交流电压。
当Q11、Q14关断时,为了释放储存能量,在IGBT处并联二级管D11、D12,使能量返回到直流电源中去。
2.半控型逆变器工作原理:半控型逆变器采用晶闸管元件。
改进型并联逆变器的主电路如图4所示。
图中,Th1、Th2为交替工作的晶闸管,设Th1先触发导通,则电流通过变压器流经Th1,同时由于变压器的感应作用,换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。
按着Th2被触发导通,因Th2的阳极加反向偏压,Th1截止,返回阻断状态。
这样,Th1与Th2换流,然后电容器C又反极性充电。
如此交替触发晶闸管,电流交替流向变压器的初级,在变压器的次级得到交流电。
在电路中,电感L可以限制换向电容C的放电电流,延长放电时间,保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间,而不需容量很大的电容器。
D1和D2是2只反馈二极管,可将电感L中的能量释放,将换向剩余的能量送回电源,完成能量的反馈作用。
逆变器的主要技术性能及评价选用技术性能表征逆变器性能的基本参数与技术条件内容很多,下面仅就评价时常用的参数做一简要说明。
1.额定输出电压在规定的输入直流电压允许的波动范围内,它表示逆变器应能输出的额定电压值。
对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定:(1)在稳态运行时,电压波动范围应有一个限定,例如其偏差不超过额定值的±3%或±5%。
(2)在负载突变(额定负载0%→50%→100%)或有其他干扰因素影响的动态情况下,其输出电压偏差不应超过额定值的±8%或±10%。
2.输出电压的不平衡度在正常工作条件下,逆变器输出的三相电压不平衡度(逆序分量对正序分量之比)应不超过一个规定值,一般以%表示,如5%或8%。
.输出电压的波形失真度当逆变器输出电压为正弦度时,应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。
通常以输出电压的总波形失真度表示,其值不应超过5%(单相输出允许10%)。
4.额定输出频率逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值,通常为工频50Hz。
正常工作条件下其偏差应在±1%以内。
5.负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。
在正弦波条件下,负载功率因数为0.7~0.9(滞后),额定值为0.9。
6.额定输出电流(或额定输出容量)表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。
有些逆变器产品给出的是额定输出容量,其单位以VA或kVA表示。
逆变器的额定容量是当输出功率因数为1(即纯阻性负载)时,额定输出电压为额定输出电流的乘积。
7.额定输出效率逆变器的效率是在规定的工作条件下,其输出功率对输入功率之比,以%表示。
逆变器在额定输出容量下的效率为满负荷效率,在10%额定输出容量的效率为低负荷效率。
8.保护(1)过电压保护:对于没电压稳定措施的逆变器,应有输出过电压防护措施,以使负截免受输出过电压的损害。
(2)过电流保护:逆变器的过电流保护,应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作,使其免受浪涌电流的损伤。
9.起动特性表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。
逆变器应保证在额定负载下可靠起动。
10.噪声电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。
逆变器正常运行时,其噪声应不超过80dB,小型逆变器的噪声应不超过65dB。
逆变器的主要技术性能及评价选用评价为正确选用光伏发电系统用的逆变器,应对逆变器的技术性能进行评价。
根据逆变器对离网型主要光伏发电系统运行特性的影响和光伏发电系统对逆变器性能的要求,评价内容有如下几项:1.额定输出容量表征逆变器向负载供电的能力。
额定输出容量值高的逆变器可带更多的用电负载。
但当逆变器的负载不是纯阻性时,也就是输出功率小于1时,逆变器的负载能力将小于所给出的额定输出容量值。
2.输出电压稳定度表征逆变器输出电压的稳压能力。
多数逆变器产品给出的是输入直流电压在允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差%,通常称为电压调整率。
高性能的逆变器应同时给出当负载由0%→100%变化时,该逆变器输出电压的偏差%,通常称为负载调整率。
性能良好的逆变器的电压调整率应≤±3%,负载调整率应≤±6%。
3.整机效率表征逆变器自身功率损耗的大小,通常以%表示。
容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。
kW级以下逆变器的效率应为80%~85%,10kW级逆变器的效率应为85%~90%。
逆变器效率的高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响。
4.保护功能过电压、过电流及短路保护是保证逆变器安全运行的最基本措施。
功能完美的正弦波逆变器还具有欠电压保护、缺相保护及温度越限报警等功能。
5.起动性能逆变器应保证在额定负载下可靠起动。
高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。
小型逆变器为了自身安全,有时采用软起动或限流起动。
对于大功率光伏发电系统和联网型光伏发电系统逆变器的波形失真度和噪声水平等技术性能也十分重要。
在选用离网型光伏发电系统用的逆变器时,除依据上述5项基本评价内容外,还应注意以下几点:(1)应具有足够的额定输出容量和负载能力。
逆变器的选用,首先要考虑具有足够的额定容量,以满足最大负荷下设备对电功率的要求。
对于以单一设备为负载的逆变器,其额定容量的选取较为简单,当用电设备为纯阻性负载或功率因数大于0.9时,选取逆变器的额定容量为电设备容量的1.1~1.15倍即可。
在逆变器以多个设备为负载时,逆变器容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性,即“负载同时系数”。
(2)应具有较高的电压稳定性能。
在离网型光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备。
当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时,端电压可达13.5V,短时间过充电状态可达15V。
蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V或更低。
蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30%左右。
这就要求逆变器具有较好的调压性能,才能保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电。
(3)在各种负载下具有高效率或较高效率。
整机效率高是光伏发电用逆变器区别于通用型逆变器的一个显着特点。
10kW级的通用型逆变器实际效率只有70%~80%,将其用于光伏发电系统时将带来总发电量20%~30%的电能损耗。
因此光伏发电系统专用逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率。
因此这是提高光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。
在整机效率方面对光伏发电专用逆变器的要求是:kW级以下逆变器额定负荷效率≥80%~85%,低负荷效率≥65%~75%;10kW级逆变器额定负荷效率≥85%~90%,低负荷效率≥70%~80%。
(4)应具有良好的过电流保护与短路保护功能。
光伏发电系统正常运行过程中,因负载故障、人员误操作及外界干扰等原因而引起的供电系统过电流或短路,是完全可能的。
逆变器对外电路的过电电流及短路现象最为敏感,是光伏发电系统中的薄弱环节。
因此,在选用逆变器时,必须要求具备有良好的对过电流及短路的自我保护功能。