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浅谈光伏发电系统用逆变器的基本知识

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    逆变器的概念

    通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器

    现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制(PWM)技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。

    逆变器的分类

    逆变器的种类很多,可按照不同的方法进行分类。

    1.按逆变器输出交流电能的频率分,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。

    2.按逆变器输出的相数分,可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

    3.按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输送的逆变器,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.按逆变器主电路的形式分,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.按逆变器主开关器件的类型分,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。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者,不具备自关断能力,元器件在导通后即失去控制作用,故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者,则具有自关断能力,即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制,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)等均属于这一类。

    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,直流电压近于恒定,输出电压为交变方波;后者,直流电流近于恒定,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.按逆变器控制方式分,可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。

    9.按逆变器开关电路工作方式分,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。

    10.按逆变器换流方式分,可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。

    逆变器的基本结构

    逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能

    逆变装置的核心,是逆变开关电路,简称为逆变电路。

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