逆變器的工作原理與整流器恰好相反，它的功能是將直流電轉換為交流電，為“逆向”的整流過(guò)程，因此稱(chēng)為“逆變”。光伏陣列所發(fā)的電能為直流電能，然而許多負載需要交流電能，如變壓器和電機等。直流供電系統有很大的局限性，不便于變換電壓，負載應用范圍也有限。除特殊用電負荷外，均需要使用逆變器將直流電變換為交流電。逆變器除r能將直流電能變換為交流電能外，還具有自動(dòng)穩壓的功能，可以改善風(fēng)光互補發(fā)電系統的供電質(zhì)量，在聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統也需要使用具有并網(wǎng)功能的交流逆變器。逆變器種類(lèi)很多，根據逆變器線(xiàn)路逆變原理的不同，有自激振蕩型逆變器、階梯波疊加逆變器和脈寬調制（PWM）逆變器等。根據逆變器主回路拓撲結構不同，可分為半橋結構、全橋結構、推挽結構等。
逆變器的控制可以使用邏輯電路或專(zhuān)用的控制芯片，也可以使用通用單片機或
DSP芯片等，控制功率開(kāi)關(guān)管的門(mén)極驅動(dòng)電路。逆變韶輸出可以帶有一定的穩壓能力，以橋式逆變器為例，如果設計逆變器輸出的交流母線(xiàn)額定電壓峰值比其直流母線(xiàn)
額定電壓低10%~20%（目的是儲備一定的穩壓能力），則逆變器經(jīng)PWM凋制輸出其幅值叮以有向高10%~20%調節的裕量，向低調節則不受限制，只需降低PWM的開(kāi)通占空比即可。因此逆變器輸人直流電壓波動(dòng)范圍向下可以到-15%~20% ,向上只要器件耐壓允許則不受限制，只需調小輸出脈寬即可（相當于斬波）口當蓄電池或光伏電池輸出電壓較低時(shí)，逆變器內部需配置升壓電路，升壓可以使用開(kāi)關(guān)電源方式升壓也司以使用直流充電泵原理升壓。逆變器使用輸出變壓器形式升壓，即逆變器電壓與蓄電池或光伏電池陣列電壓相匹配，逆變器輸出較低的交流電壓，再經(jīng)工頻變壓器升壓送人輸電線(xiàn)路。需要說(shuō)明的是，不論是變壓器還是電子電路升壓，都要損失一部分能量。最佳逆變器工作模式是直流輸人電壓與輸電線(xiàn)路所需要的電壓相匹配，直流電力只經(jīng)過(guò)一層逆變環(huán)一節，以降低變換環(huán)..-的損耗口一般來(lái)說(shuō)逆變器的效率在90%以上。逆變環(huán)節損耗的能量轉換為功率管、變壓器的熱形式能量，該熱量對逆變器的
運行是不利的，威脅裝置的安全，要使用散熱器、風(fēng)扇等將此熱量排出裝置以外。逆變損耗通常包括二部分:導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，MOSFET管開(kāi)關(guān)頻率較高，導通阻抗較
大，由其構成的逆變器多工作在兒十到上百千赫茲頻率下;而IGBT則導通壓降相對較小，開(kāi)關(guān)損耗較大，開(kāi)關(guān)頻率在幾千到幾十千赫茲之間一般選擇十千赫茲以下。開(kāi)關(guān)并非理想開(kāi)關(guān)，當其開(kāi)通過(guò)程中電流有一上升過(guò)程，管子端電壓有一下降過(guò)程，電壓與電流交又過(guò)程的損耗就是開(kāi)通損耗，關(guān)斷損耗為電壓電流相反變化方向的交叉損耗。降低逆變器損耗主要是要降低開(kāi)關(guān)損耗，新型的諧振型開(kāi)關(guān)逆變器，在電壓或電
流過(guò)零點(diǎn)處實(shí)施開(kāi)通或關(guān)斷，從而可以降低開(kāi)關(guān)損耗。
一般來(lái)說(shuō)，逆變器的技術(shù)指標包括:使用環(huán)境為海拔不超過(guò)3000m, 溫度0~+40C (也有特殊用途的逆變器要求低溫為- 10C或更低的)，相對濕度90以下，直流輸人額定電壓士15%,輸出電壓波動(dòng)范圍不超過(guò)-5%,頻率波動(dòng)范圍不超過(guò)-1%,諧波畸變率不超過(guò)10%，允許負載功率因數變化范圍0. 5~1, 0。三相輸出電壓不對稱(chēng)度小于5%,噪聲小于80dB，具有過(guò)載200%額定輸出電流1分鐘的能力，逆變器在額定負載下應能夠可靠地啟動(dòng)。 逆變器保護功能應具有:輸出短路保護、輸出過(guò)電流保護、輸出過(guò)電壓保護、輸出欠電壓保護、輸出缺相保護、功率電路超溫保護等。例如，當傳感器檢測到輸出有短路時(shí)，控制電路立即關(guān)閉功率管的驅動(dòng)從而關(guān)斷功率管的輸出，實(shí)現對逆變器的保護。
1.方波逆變器
此逆變器輸出的電壓波形為方波，逆變器線(xiàn)路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，實(shí)現較為容易。缺
點(diǎn)是方波電壓中含有大量的高次諧波成分，在負載中會(huì )產(chǎn)生附加的損耗，并對通信等
設備產(chǎn)生較大的干擾，需要外加額外的濾波器。此類(lèi)逆變器多見(jiàn)于早期，設計功率不
超過(guò)幾百瓦的小容量逆變器。
2.階梯波逆變器
階梯波逆變器輸出的電壓波形為階梯波形，階梯波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形接近
正弦波，比方波有明顯的改善，高次諧波含量減少。當階梯波的階梯達到16個(gè)以上
f付，輸出的波形為準正弦波，整機效率較高。但此逆變器往往需要多組直流電源供電，需要的功率開(kāi)關(guān)管也較多，給光伏陣列分組和蓄電池分組帶來(lái)不便。
3.正弦波PWM逆變器
正弦波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形基本為正弦波，在負載中只有很少的諧波損耗，對通信設備干擾小，整機效率高。缺點(diǎn)是設備復雜、價(jià)格高。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的進(jìn)步，脈寬調制技術(shù)的普及，大容量PWM型正弦波逆變器逐漸成為逆變器的主流產(chǎn)品。以典型的單相全橋式逆變器為例，四個(gè)對角的開(kāi)關(guān)功率管以每個(gè)對角線(xiàn)的二個(gè)開(kāi)關(guān)管為一組，依次導通和關(guān)斷，在負載二端就產(chǎn)生交替的正負電壓，形成交流輸出。當此交替導通的頻率與負載所需的交流頻率相同時(shí)，其輸出的電壓就為方波電壓。當開(kāi)關(guān)管以比逆變交流輸出電壓高許多的頻率開(kāi)關(guān)，且每次開(kāi)關(guān)的脈寬按照正弦波的幅值調制時(shí)，就變成了正弦波脈寬調制輸出的逆變器，加濾波器后其輸出的電壓波形就是正弦波輸出逆變器。
PWM型逆變器廣泛使用功率場(chǎng)效應管(Power MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管
(IGBT)、可關(guān)斷型晶閘管(GTO)等作為開(kāi)關(guān)管，而控制部分使用專(zhuān)用型PWM開(kāi)關(guān)集成電路以及帶有PWM輸出的DSP和單片機芯片。構成一臺實(shí)用型逆變器需要主功率電路、控制電路和輔助電路(如保護、測量和監控等)。其逆變過(guò)程為:光伏陣列或蓄電池輸出的直流電進(jìn)人逆變器直流母線(xiàn)，經(jīng)開(kāi)關(guān)電路(如橋式電路)將直流電變成正反方向輸出的、脈寬為正弦調制的交流脈沖波，此脈寬調制的交流電壓經(jīng)濾波電路變成正弦交流電壓輸出，如需要升壓則外接升壓變壓器，再經(jīng)輸電線(xiàn)路將交流電力送往負載。PWM調制輸出信號頻率稱(chēng)作逆變器的調制頻率或開(kāi)關(guān)頻率，它一般是逆變器輸出交流基波頻率的十幾倍、幾十倍到上百倍。典型的逆變器交流輸出頻率為50Hz,逆變器開(kāi)關(guān)頻率可以?xún)喊俚絻菏Ш?。PWM調制的開(kāi)關(guān)頻率愈高，則逆變器輸出波形諧波愈小，但開(kāi)關(guān)過(guò)程帶來(lái)的功率損耗則愈大，要權衡選取開(kāi)關(guān)管PWM調制的開(kāi)關(guān)頻率。
逆變器輸出所接的濾波器通常為低通濾波器，由電感器和電容器構成T型低通
濾波形式。濾波器的設計要考慮濾波能力也要考慮可能帶來(lái)的電磁諧振。逆變器按
輸出類(lèi)型，又分為電壓型逆變器和電流型逆變器。
4.變頗器
變頻器是由三相整流器、電壓源的無(wú)源逆變器和控制器構成，由于光伏發(fā)電系統所發(fā)電力為直流的特殊性，光伏變頻器不需要三相整流器，而直接將變頻器的直流母線(xiàn)接到光伏發(fā)電系統的直流母線(xiàn)上。鑒于光伏電力受光照的自然環(huán)境影響較大，直流母線(xiàn)一般要加蓄電池來(lái)穩定變頻器的運行;在變頻器控制端子要加弱電控制信號，不停地調節變頻器的設定頻率，改變變頻器輸出功率，以達到與光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤的目的。變頻器作為可調節性負載要與光伏陣列的MPPT聯(lián)合控制，在光伏發(fā)電系統中，電動(dòng)機類(lèi)動(dòng)力性負荷盡量配合使用變頻器，以減少電動(dòng)機啟動(dòng)電流的沖擊，并
可以靈活調節電動(dòng)機負荷。
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