逆变器的概念

  的概念:把将沟通电能变换成直流电能的进程称为整流，把完结整流功用的电路称为整流电路，把完结整流进程的设备称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成沟通电能的进程称为逆变，把完结逆变功用的电路称为逆变电路，把完结逆变进程的设备称为逆变设备或

  一般，把将沟通电能变换成直流电能的进程称为整流，把完结整流功用的电路称为整流电路，把完结整流进程的设备称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成沟通电能的进程称为逆变，把完结逆变功用的电路称为逆变电路，把完结逆变进程的设备称为逆变设备或逆变器。

  现代逆变技能是研讨逆变电路理论和运用的一门科学技能。它是建立在工业电子技能、半导体器材技能、现代操控技能、现代电力电子技能、半导体变流技能、脉宽调制（ＰＷＭ）技能等学科根底之上的一门实用技能。它最重要的包括半导体功率集成器材及其运用、逆变电路和逆变操控技能３大部分。

  １．按逆变器输出沟通电能的频率分，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。

  ３．依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运送的逆变器，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．按逆变器主电路的方法分，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．按逆变器主开关器材的类型分，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。又可将其概括为“半控型”逆变器和“全操控”逆变器两大类。前者，不具备自关断才能，元器材在导通后即失掉操控效果，故称之为“半控型”一般晶闸管即归于这一类；后者，则具有自关断才能，即无器材的导通和关断均可由操控极加以操控，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）等均归于这一类。

  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，直流电压近于安稳，输出电压为交变方波；后者，直流电流近于安稳，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．按逆变器操控方法分，可分为调频式（ＰＦＭ）逆变器和调脉宽式（ＰＷＭ）逆变器。

  ９．按逆变器开关电路作业方法分，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。

  逆变设备的中心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路经过电力电子开关的导通与关断，来完结逆变的功用。电力电子开关器材的通断，需求必定的驱动脉冲，这些脉冲或许经过改动一个电压信号来调理。产生和调理脉冲的电路。一般称为操控电路或操控回路。逆变设备的根本结构，除上述的逆变电路和操控电路外，还有维护电路、输出电路、输入电路、输出电路等，如图２所示。

  １．全控型逆变器作业原理：图３所示，为一般运用的单相输出的全桥逆变主电路，图中，沟通元件选用ＩＧＢＴ管Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４。并由ＰＷＭ脉宽调制操控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、变压器初级线导通，电流从电源正极经Ｑ１３、变压器初级线回到电源负极。此刻，在变压器初级线圈上，已构成正负交变方波，使用高频ＰＷＭ操控，两对ＩＧＢＴ管替换重复，在变压器上产生沟通电压。因为ＬＣ沟通滤波器效果，使输出端构成正弦波沟通电压。

  当Ｑ１１、Ｑ１４关断时，为了开释贮存能量，在ＩＧＢＴ处并联二级管Ｄ１１、Ｄ１２，使能量回来到直流电源中去。

  ２．半控型逆变器作业原理：半控型逆变器选用晶闸管元件。改进型并联逆变器的主电路如图４所示。图中，Ｔｈ１、Ｔｈ２为替换作业的晶闸管，设Ｔｈ１先触发导通，则电流经过变压器流经Ｔｈ１，一起因为变压器的感应效果，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，回来阻断状况。这样，Ｔｈ１与Ｔｈ２换流，然后电容器Ｃ又反极性充电。如此替换触发晶闸管，电流替换流向变压器的初级，在变压器的次级得到沟通电。

  在电路中，电感Ｌ能够约束换向电容Ｃ的放电电流，延伸放电时刻，确保电路关断时刻大于晶闸管的关断时刻，而不需容量很大的电容器。Ｄ１和Ｄ２是２只反应二极管，可将电感Ｌ中的能量开释，将换向剩下的能量送回电源，完结能量的反应效果。

  表征逆变器功能的根本信息参数与技能条件内容许多，下面仅就点评时常用的参数做一扼要阐明。

  在规则的输入直流电压答应的动摇规模内，它表明逆变器应能输出的标称电压值。对输出额外电压值的安稳准确度一般有如下规则：

  （１）在稳态运行时，电压动摇规模应幸桓鱿薅ǎ??缙淦?畈怀??疃ㄖ档摹溃常セ颉溃担ァ?

  （２）在负载骤变（额外负载０％→５０％→１００％）或有其他搅扰要素影响的动态情况下，其输出电压误差不该超越额外值的±８％或±１０％。

  在正常作业条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度（逆序重量对正序重量之比）应不超越一个规则值，一般以％表明，如５％或８％。

  当逆变器输出电压为正弦度时，应规则答应的最形失真度（或谐波含量）。一般以输出电压的总波形失线．额外输出频率

  逆变器输出沟通电压的频率应是一个相对来说比较安稳的值，一般为工频５０Ｈｚ。正常作业条件下其误差应在±１％以内。

  表征逆变器带理性负载或容性负载的才能。在正弦波条件下，负载功率因数为０．７～０．９（滞后），额外值为０．９。

  表明在规则的负载功率因数规模内逆变器的额外输出电流。有些逆变器产品给出的是额外输出容量，其单位以ＶＡ或ｋＶＡ表明。逆变器的额外容量是当输出功率因数为１（即纯阻性负载）时，额外输出电压为额外输出电流的乘积。

  逆变器的功率是在规则的作业条件下，其输出功率对输入功率之比，以％表明。逆变器在额外输出容量下的功率为满负荷功率，在１０％额外输出容量的功率为低负荷功率。

  （１）过电压维护：关于没电压安稳办法的逆变器，应有输出过电压维护办法，以使负截免受输出过电压的危害。

  （２）过电流维护：逆变器的过电流维护，应能确保在负载产生短路或电流大于答应值时及时动作，使其免受浪涌电流的损害。

  表征逆变器带负载起动的才能和动态作业时的功能。逆变器应确保在额外负载下牢靠起动。