DC_AC逆变器技术及其应用综述

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。

第三章逆变控制器的组成及工作原理DC-AC变换结构：DC-AC全桥变换的基本原理如上图所示，Ud为直流电压,V1,V2,V3,V4为可控开关。

当V1,V4导通V2,V3断开时，负载端电压Us为上正下负。

反之，当V2,V3导通V1,V4断开时，负载端电压Us为下正上负。

Spwm调制介绍随着逆变器控制技术的发展，电压型逆变器出现了多种变压、变频控制方法。

目前采用较多的是正弦脉宽调制调制技术，即 SPWM 控制技术。

SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技术，是指调制信号正弦化的 PWM技术。

由于其具有开关频率固定、输出电压只含有固定频率的高次谐波分量、滤波器设计简单等一系列优点，SPWM 技术已成为目前应用最为广泛的逆变用 PWM 技术。

SPWM （正弦脉宽调制）应用于正弦波逆变器主要基于采样控制理论中的一个结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，效果基本相同。

图3-1是将正弦波的半个周期分成等宽(π/N)的 N个脉冲，(b)是N个宽度不等的矩形脉冲，但矩形中点与正弦等分脉冲中点重合，并且矩形脉冲的面积和相应正弦脉冲面积相等。

图3-1 数字PWM控制基本原理SPWM 技术按工作原理可以分为单极性调制和双极性调制。

单极性调制的原理如图 3-2(a),其特点是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关，保证可以得到理想的正弦输出电压；另两只功率管以较低的输出电压基波频率工作，从而在很大程度上减少了开关损耗。

但并不是固定其中以个桥臂始终工作在低频，而是每半个周期切换工作，即同一桥臂在前半个周期工作在低频，而后半个周期工作在高频。

这样可以使两个桥臂的工作状态均衡，器件使用寿命更均衡，有利于增加可靠性。

2) 双极性调制双极性调制的原理如3-2(b)，其特点是四个功率管都工作在较高的频率(载波频率)，虽然能够=得到较好的输出电压波形，但是其代价是产生了较大的开关损耗。

dc转ac逆变器与柴油发电机的配合直流转交流逆变器（DC to AC Inverter）与柴油发电机的配合是一种常见的发电系统配置，特别适用于需要备用电源的场合，如露天采矿、建筑工地等。

本文将从配合方式、工作原理、优缺点以及应用实例等方面，一步一步地回答这个主题。

一、配合方式DC转AC逆变器与柴油发电机的配合方式主要有两种：并联式和串联式。

并联式配置是将多个逆变器与柴油发电机并联输出，提供更大的输出功率；串联式配置则是将逆变器与柴油发电机串联，逆变器将柴油发电机输出的直流电转换为交流电供电使用。

两种方式各有优劣，根据实际需求选择适合的配合方式。

二、工作原理1. DC到AC逆变器工作原理：逆变器是一种电子装置，可将直流电能转换为交流电能。

它将直流输入电源通过电子开关器件（如MOSFET、IGBT等）进行开关调制，并经过滤波、放大等过程形成纯正弦波的交流输出电流。

2. 柴油发电机工作原理：柴油发电机是将燃油燃烧产生的热能转换为机械能，再经过发电机部分将机械能转换为电能。

柴油发电机通过燃烧室内的柴油燃料，利用内燃机的工作原理，通过活塞的上下运动引起曲轴旋转，进而带动发电机旋转产生电能。

3. 配合原理：配合时，柴油发电机先将燃油转化为机械能，输出交流电，然后通过逆变器将柴油发电机输出的直流电转换为交流电，实现电能的稳定供应。

三、优缺点1. 优点：（1）稳定可靠：柴油发电机作为主要的供电设备具备稳定的输出功率和可靠性，逆变器通过稳定直流转换为交流输出，进一步提高了供电的稳定性。

（2）燃油经济性：柴油发电机可以使用廉价的柴油燃料，经济性较高。

（3）环保节能：逆变器可以将柴油发电机输出的直流电转换为交流电，减少了能源的浪费，并减少了对环境的污染。

2. 缺点：（1）成本较高：与单一柴油发电机相比，DC转AC逆变器的价格较高，增加了系统的成本。

（2）功率限制：逆变器的输出功率有一定限制，无法应对大功率设备的需求。