[精品]逆變器分析

《[精品]逆變器分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

1、1?逆變器的電路組成逆變器一般市宜流升壓回路和逆變回路構成，是-?種rti半導體器件組成的電力調整裝置，主要用于直流轉換交流。其中，升壓冋路把太陽能電池的直流電壓升壓到逆變器輸岀控制所需的直流電壓；逆變回路把升壓后的直流電壓等價地轉換成常用頻率的交流電壓，而其小開關的打開和閉合由一個小的控制器調控。2.逆變器的工作原理逆變器的種類很多，各口的具體工作原理、工作過程不盡和同，但是最基木的逆變過程是相同的。如圖1(a)是最簡單的逆變電路——單相橋式逆變電路:輸入負載的直流電壓為E,R代表逆變器的純電阻性負載，當開關KiK3接通時，電流流

2、過Ki、R、和K3,負載上電壓極性是左正右負；當開關K2K4接通吋，電流流過K2、R和K4,負載上電壓極性反向。若兩組開關K-3、K2—4以頻率f交替切換工作時，負載R上便可得到頻率為f的交變屯壓"「，其波形如圖1(b)所示。該波形為方波，其周期為T二l/f。E+E-ULtTA(b)(a)圖1DC-AC逆變原理3?逆變器控制電路(1)方波在比較老的逆變器中可以見到這種最基本的II橋電路，它產生幾乎完美的方波，而H逆變器線路簡單，價格便宜，實現(xiàn)比較容易，但這種波形因為包含太多高次諧波成分，在負載中產生附加損耗，對通信設備產生較大干擾，

3、所以不具有很好的利用價值，這個問題在改良的方波屮依然存在，即使對其輸岀進行濾波，可以減少這些不期望的諧波，但并不能完全濾除他們。一般用在幾百瓦的小容量逆變器屮。改良方波波形(2)階梯波輸出電壓為階梯波，已經非常接近正弦波了，高次諧波含量少，再對階梯波進行濾波就基本可以得到非常純凈的正弦波，即我們現(xiàn)代用戶所需要的電能形式。但需要多組直流電源供電，需要的功率開關管較多，給光伏陣列分組帶來不便。(3)止弦波(并網逆變器)輸出電壓基本為正弦波，在負載中只有很少的諧波損耗，對同學設備干擾小，整機效率高，但設備復雜，價格高。PWM型逆變器大多使

4、用功率場效應管(MOSFET),絕緣柵雙極性晶體管(IGBT),可關斷晶閘管(GTO)等作為開關管，控制部分采用專用PWM集成電路以及帶冇PWM輸出的DSP和單片機芯片。逆變器輸出所接的濾波器為低通濾波器，由電感電容構成，濾波器的設計要考慮濾波能力也要考慮口J能帶來的電磁諧振。4.DC-AC變換電路的基本類型：電壓型單相半橋逆變電路，電壓型單相全橋逆變電路，電流型單相全橋逆變電路,電壓型三相橋式逆變電路5.DC-AC變換電路的特點：(1)電壓型逆變器該逆變器輸入端并接有大電容，由電容穩(wěn)壓提供恒電壓，逆變橋輸出到負載兩端的電壓為方波，

5、其幅值為屯容屯壓，而輸出電流的人小由負載決定，電流波形由負載的性質決定。電阻型負載的電流波形和電壓波形一樣是方波；電阻電感型負載的電流波形根據其阻抗角的大小在方波和三角波Z間；純電感負載的電流波形是三角波，冃功率因數(shù)為零。對于電阻電感型負載，為了提高其逆變器的輸出功率因數(shù)，加補嘗電容，組成RLC諧振負載，當逆變器的開關頻率和諧振負載頻率-致吋，諧振負載等效為R,而負載R上的電壓和電流都是正弦波，相位差為零，這時逆變器輸出最大的有功功率。RLC諧振負載冇串聯(lián)和并聯(lián)兩種。將RLC串聯(lián)可組成串聯(lián)諧振逆變器,吊聯(lián)諧振逆變器采用電壓型逆變器，

6、由恒電壓供電。(2)電流型逆變器該逆變器輸入端串接有大電感，由電感穩(wěn)流提供恒電流，逆變橋輸出到負載兩端的電流為方波，其幅值為電感電流，而輸出電壓的大小由負載決定，電壓波形由負載的性質決定。電阻型負載的電壓波形和電流波形一樣是方波；電阻電感型負載的電壓波形根據其阻抗角的大小在方波和三角波之間；純電感負載的電壓波形是三角波，且功率因數(shù)為零。對于電阻電感型負載，為了捉高英逆變器的輸出功率因數(shù)，加補嘗電容，組成RLC并聯(lián)型諧振負載，當逆變器的開關頻率和諧振負載頻率一致時，諧振負載等效為尺心L/(RC),這時逆變器輸出最大的有功功率。并聯(lián)諧振

7、逆變器采用電流型逆變器，由恒電流供電。(3)單相全橋逆變器它有兩個橋臂，每個橋臂由開關器件和反并聯(lián)二極管組成，負載連接在兩個橋臂屮點。單相全橋逆變器可組成電壓型逆變器和電流型逆變器。木文使用的是電壓型單相全橋逆變器。6?電壓型單相全橋逆變電路的參數(shù)計算和器件選擇(1)負載類型(如卜?圖)冇電容補償?shù)碾娮桦姼行载撦d，其等效阻抗為Z=R+J[^L-1/(^0],諧振時，虛部為0,負載為等效屯阻R。(1)電壓電流等級設逆變器輸入電壓為E,輸出功率為P負載電流，o=E/(2Z),開關管上的額定電壓U=(2-3)E,額定電流1=(1.5-2)

8、VTL(2)逆變器的開關吋間(3)主電路功率器件的選擇逆變器主電路功率器件的選擇至關重耍。小容量低壓系統(tǒng)一般選擇使用MOSFET,因為其有較低的通態(tài)壓降和較高的開關頻率；大容量高壓系統(tǒng)一般選擇使用IGBT,因為隨著屯壓的升高，MOSF