引言掌握逆變器的工作原理是整個逆變器研發生產過程中的核心，直接關係到逆變器的轉換效率，為此無論是光伏圈、廠家還是使用者對此都非常關注，關於逆變器的工作原理網上的解答實在是太多，為了讓大家對逆變器工作原理有乙個完全的了解，歐姆尼克憑藉多年的技術經驗做了詳細的總結，希望對關注的朋友能起到一定的幫助。
逆變器的概念理解
逆變器是將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現整流過程的裝置稱為整流裝置或整流器。與之相對應，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現逆變過程的裝置稱為逆變裝置或逆變器。
逆變器分類詳解
１．按逆變器輸出交流電能的頻率分，可分為工頻逆變器、中頻逆器和高頻逆變器。工頻逆變器的頻率為５０～６０ｈｚ的逆變器；中頻逆變器的頻率一般為４００ｈｚ到十幾ｋｈｚ；高頻逆變器的頻率一般為十幾ｋｈｚ到ｍｈｚ。
２．按逆變器輸出的相數分，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。
３．按照逆變器輸出電能的去向分，可分為有源逆變器和無源逆變器。凡將逆變器輸出的電能向工業電網輸送的逆變器，稱為有源逆變器；凡將逆變器輸出的電能輸向某種用電負載的逆變器稱為無源逆變器。
４．按逆變器主電路的形式分，可分為單端式逆變器，推挽式逆變器、半橋式逆變器和全橋式逆變器。
５．按逆變器主開關器件的型別分，可分為閘流體逆變器、電晶體逆變器、場效應逆變器和絕緣柵雙極電晶體（ｉｇｂｔ）逆變器等。又可將其歸納為「半控型」逆變器和「全控制」逆變器兩大類。前者，不具備自關斷能力，元器件在導通後即失去控制作用，故稱之為「半控型」普通閘流體即屬於這一類；後者，則具有自關斷能力，即無器件的導通和關斷均可由控制極加以控制，故稱之為「全控型」，電力場效應電晶體和絕緣柵雙權電晶體（ｉｇｂｔ）等均屬於這一類。
６．按直流電源分，可分為電壓源型逆變器（ｖｓｉ）和電流源型逆變器（ｃｓｉ）。前者，直流電壓近於恆定，輸出電壓為交變方波；後者，直流電流近於恆定，輸也電流為交變方波。
７．按逆變器輸出電壓或電流的波形分，可分為正弦波輸出逆變器和非正弦波輸出逆變器。
８．按逆變器控制方式分，可分為調頻式（ｐｆｍ）逆變器和調脈寬式（ｐｗｍ）逆變器。
９．按逆變器開關電路工作方式分，可分為諧振式逆變器，定頻硬開關式逆變器和定頻軟開關式逆變器。
１０．按逆變器換流方式分，可分為負載換流式逆變器和自換流式逆變器。
逆變器的基本結構
逆變器的直接功能是將直流電能變換成為交流電能，逆變裝置的核心，是逆變開關電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關的導通與關斷，來完成逆變的功能。電力電子開關器件的通斷，需要一定的驅動脈衝，這些脈衝可能通過改變乙個電壓訊號來調節。
產生和調節脈衝的電路。通常稱為控制電路或控制迴路。逆變裝置的基本結構，除上述的逆變電路和控制電路外，還有保護電路、輸出電路、輸入電路、輸出電路等。
逆變器的工作原理
１．全控型逆變器工作原理：為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路，交流元件採用ｉｇｂｔ管並由ｐｗｍ脈寬調變控制ｉｇｂｔ管的導通或截止。
當逆變器電路接上直流電源後，先由ｑ１１、ｑ１４導通，ｑ１、ｑ１３截止，則電流由直流電源正極輸出，經ｑ１１、ｌ或感、變壓器初級線圈圖１－２，到ｑ１４回到電源負極。當ｑ１１、ｑ１４截止後，ｑ１２、ｑ１３導通，電流從電源正極經ｑ１３、變壓器初級線圈２－１電感到ｑ１２回到電源負極。此時，在變壓器初級線圈上，已形成正負交變方波，利用高頻ｐｗｍ控制，兩對ｉｇｂｔ管交替重複，在變壓器上產生交流電壓。
由於ｌｃ交流濾波器作用，使輸出端形成正弦波交流電壓。
當ｑ１１、ｑ１４關斷時，為了釋放儲存能量，在ｉｇｂｔ處併聯二級管ｄ１１、ｄ１２，使能量返回到直流電源中去。
２．半控型逆變器工作原理：半控型逆變器採用閘流體元件。改進型併聯逆變器的主電路如圖４所示。
圖中，ｔｈ１、ｔｈ２為交替工作的閘流體，設ｔｈ１先觸發導通，則電流通過變壓器流經ｔｈ１，同時由於變壓器的感應作用，換向電容器ｃ被充電到大的２倍的電源電壓。按著ｔｈ２被觸發導通，因ｔｈ２的陽極加反向偏壓，ｔｈ１截止，返回阻斷狀態。這樣，ｔｈ１與ｔｈ２換流，然後電容器ｃ又反極性充電。
如此交替觸發閘流體，電流交替流向變壓器的初級，在變壓器的次級得到交流電。
在電路中，電感ｌ可以限制換向電容ｃ的放電電流，延長放電時間，保證電路關斷時間大於閘流體的關斷時間，而不需容量很大的電容器。ｄ１和ｄ２是２只反饋二極體，可將電感ｌ中的能量釋放，將換向剩餘的能量送回電源，完成能量的反饋作用。
逆變器主要技術效能
１．額定輸出電壓
在規定的輸入直流電壓允許的波動範圍內，它表示逆變器應能輸出的額定電壓值。對輸出額定電壓值的穩定準確度一般有如下規定：
（１）在穩態執行時，電壓波動範圍應有乙個限定，例如其偏差不超過額定值的±３％或±５％。
（２）在負載突變（額定負載或有其他干擾因素影響的動態情況下，其輸出電壓偏差不應超過額定值的±８％或±１０％。
２．輸出電壓的不平衡度
在正常工作條件下，逆變器輸出的三相電壓不平衡度（逆序分量對正序分量之比）應不超過乙個規定值，一般以％表示，如５％或８％。
３．輸出電壓的波形失真度
當逆變器輸出電壓為正弦度時，應規定允許的最大波形失真度（或諧波含量）。通常以輸出電壓的總波形失真度表示，其值不應超過５％（單相輸出允許１０％）。
４．額定輸出頻率
逆變器輸出交流電壓的頻率應是乙個相對穩定的值，通常為工頻５０ｈｚ。正常工作條件下其偏差應在±１％以內。
５．負載功率因數
表徵逆變器帶感性負載或容性負載的能力。在正弦波條件下，負載功率因數為０．７～０．９（滯後），額定值為０．９。
６．額定輸出電流（或額定輸出容量）
表示在規定的負載功率因數範圍內逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產品給出的是額定輸出容量，其單位以ｖａ或ｋｖａ表示。逆變器的額定容量是當輸出功率因數為１（即純阻性負載）時，額定輸出電壓為額定輸出電流的乘積。
７．額定輸出效率
逆變器的效率是在規定的工作條件下，其輸出功率對輸入功率之比，以％表示。逆變器在額定輸出容量下的效率為滿負荷效率，在１０％額定輸出容量的效率為低負荷效率。 ８．保護
（１）過電壓保護：對於沒電壓穩定措施的逆變器，應有輸出過電壓防護措施，以使負截免受輸出過電壓的損害。
（２）過電流保護：逆變器的過電流保護，應能保證在負載發生短路或電流超過允許值時及時動作，使其免受浪湧電流的損傷。
９．起動特性
表徵逆變器帶負載起動的能力和動態工作時的效能。逆變器應保證在額定負載下可靠起動。
１０．雜訊
電力電子裝置中的變壓器、濾波電感、電磁開關及風扇等部件均會產生雜訊。逆變器正常執行時，其雜訊應不超過８０ｄｂ，小型逆變器的雜訊應不超過６５ｄｂ。
對於大功率光伏發電系統和聯網型光伏發電系統逆變器的波形失真度和雜訊水平等技術效能也十分重要，在選用離網型光伏發電系統用的逆變器時還應注意以下幾點：
（１）應具有足夠的額定輸出容量和負載能力。逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足最大負荷下裝置對電功率的要求。對於以單一裝置為負載的逆變器，其額定容量的選取較為簡單，當用電裝置為純阻性負載或功率因數大於０．９時，選取逆變器的額定容量為電裝置容量的１．１～１．１５倍即可。
在逆變器以多個裝置為負載時，逆變器容量的選取要考慮幾個用電裝置同時工作的可能性，即「負載同時係數」。
（２）應具有較高的電壓穩定性能。在離網型光伏發電系統中均以蓄電池為儲能裝置。當標稱電壓為１２ｖ的蓄電池處於浮充電狀態時，端電壓可達１３．５ｖ，短時間過充電狀態可達１５ｖ。
蓄電池帶負荷放電終了時端電壓可降至１０．５ｖ或更低。蓄電池端電壓的起伏可達標稱電壓的３０％左右。這就要求逆變器具有較好的調壓效能，才能保證光伏發電系統以穩定的交流電壓供電。
（３）在各種負載下具有高效率或較高效率。整機效率高是光伏發電用逆變器區別於通用型逆變器的乙個顯著特點。１０ｋｗ級的通用型逆變器實際效率只有７０％～８０％，將其用於光伏發電系統時將帶來總發電量２０％～３０％的電能損耗。
因此光伏發電系統專用逆變器在設計中應特別注意減少自身功率損耗，提高整機效率。因此這是提高光伏發電系統技術經濟指標的一項重要措施。在整機效率方面對光伏發電專用逆變器的要求是：
ｋｗ級以下逆變器額定負荷效率≥８０％～８５％，低負荷效率級逆變器額定負荷效率≥８５％～９０％，低負荷效率
（４）應具有良好的過電流保護與短路保護功能。光伏發電系統正常執行過程中，因負載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統過電流或短路，是完全可能的。逆變器對外電路的過電電流及短路現象最為敏感，是光伏發電系統中的薄弱環節。
因此，在選用逆變器時，必須要求具備有良好的對過電流及短路的自我保護功能。
（５）維護方便。高質量的逆變器在執行若干年後，因元器件失效而出現故障，應屬於正常現象。除生產廠家需有良好的售後服務系統外，還要求生產廠家在逆變器生產工藝、結構及元器件選型方面具有良好的可維護性。
例如，損壞元器件有充足的備件或容易買到，元器件的互換性好；在工藝結構上，元器件容易拆裝，更換方便。這樣，即使逆變器出現故障，也可迅速恢復正常。
逆變器的使用與維護檢修
使用１．嚴格按照逆變器使用維護說明書的要求進行裝置的連線和安裝。在安裝時，應認真檢查：線徑是否符合要求；各部件及端子在運輸中有否鬆動；應絕緣處是否絕緣良好；系統的接地是否符合規定。
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