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通常，把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(shí)現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，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(shí)現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。
1.按逆變器輸出交流電能的頻率可分為工頻逆變器、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(shù)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可分為有源逆變器和無源逆變器。將逆變器輸出的電能向工業(yè)電網(wǎng)輸送的逆變器，稱為有源逆變器;將逆變器輸出的電能輸向某種用電負(fù)載的逆變器稱為無源逆變器。
4.按逆變器主電路的形式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(guān)器件的類型可分為晶閘管逆變器、晶體管逆變器、場效應(yīng)逆變器和絕緣柵雙極晶體管(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(guān)斷能力，元器件在導(dǎo)通后即失去控制作用，故稱之為“半控型”普通晶閘管即屬于這一類;后者，則具有自關(guān)斷能力，即無器件的導(dǎo)通和關(guān)斷均可由控制極加以控制，故稱之為“全控型”，電力場效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙權(quán)晶體管(IGBT)等均屬于這一類。
6.按直流電源可分為電壓源型逆變器(VSI)和電流源型逆變器(CSI)。前者，直流電壓近于恒定，輸出電壓為交變方波;后者，直流電流近于恒定，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.按逆變器控制方式可分為調(diào)頻式(PFM)逆變器和調(diào)脈寬式(PWM)逆變器。
9.按逆變器開關(guān)電路工作方式可分為諧振式逆變器，定頻硬開關(guān)式逆變器和定頻軟開關(guān)式逆變器。
10.按逆變器換流方式可分為負(fù)載換流式逆變器和自換流式逆變器。
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(guān)電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，來完成逆變的功能。電力電子開關(guān)器件的通斷，需要一定的驅(qū)動脈沖，這些脈沖可能通過改變一個電壓信號來調(diào)節(jié)。產(chǎn)生和調(diào)節(jié)脈沖的電路，通常稱為控制電路或控制回路。逆變裝置的基本結(jié)構(gòu)，除上述的逆變電路和控制電路外，還有保護(hù)電路、輸出電路、輸入電路、輸出電路等。
1.全控型光伏逆變器工作原理：為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路，交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14，并由PWM脈寬調(diào)制控制IGBT管的導(dǎo)通或截止。當(dāng)逆變器電路接上直流電源后，先由Q11、Q14導(dǎo)通，Q1、Q13截止，則電流由直流電源正極輸出，經(jīng)Q11、L或感、變壓器初級線圈圖1-2，到Q14回到電源負(fù)極當(dāng)Q11、Q14截止后，Q12、Q13導(dǎo)通，電流從電源正極經(jīng)Q13、變壓器初級線圈2-1電感到Q12回到電源負(fù)極。此時，在變壓器初級線圈上，已形成正負(fù)交變方波，利用高頻PWM控制，兩對IGBT管交替重復(fù)，在變壓器上產(chǎn)生交流電壓。由于LC交流濾波器作用，使輸出端形成正弦波交流電壓。當(dāng)Q11、Q14關(guān)斷時，為了釋放儲存能量，在IGBT處并聯(lián)二級管D11、D12使能量返回到直流電源中去。
2.半控型光伏逆變器工作原理：半控型逆變器采用晶閘管元件。Th1、Th2為交替工作的晶閘管，設(shè)Th1先觸發(fā)導(dǎo)通，則電流通過變壓器流經(jīng)Th1，同時由于變壓器的感應(yīng)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(fā)導(dǎo)通，因Th2的陽極加反向偏壓Th1截止，返回阻斷狀態(tài)。這樣，Th1與Th2換流，然后電容器C又反極性充電如此交替觸發(fā)晶閘管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(guān)斷時間大于晶閘管的關(guān)斷時間，而不需容量很大的電容器。D1和D2是2只反饋二極管，可將電感L中的能量釋放，將換向剩余的能量送回電源，完成能量的反饋?zhàn)饔谩?/p>
在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動范圍內(nèi)，它表示逆變器應(yīng)能輸出的額定電壓值。對輸出額定電壓值的穩(wěn)定準(zhǔn)確度一般有如下規(guī)定：
(1)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，電壓波動范圍應(yīng)有一個限定，例如其偏差不超過額定值的±3%或±5%。
(2)在負(fù)載突變(額定負(fù)載0%→50%→100%)或有其他干擾因素影響的動態(tài)情況下，其輸出電壓偏差不應(yīng)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(yīng)不超過一個規(guī)定值，一般以%表示，如5%或8%。
3.輸出電壓的波形失真度
當(dāng)逆變器輸出電壓為正弦度時，應(yīng)規(guī)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(yīng)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(yīng)是一個相對穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz。正常工作條件下其偏差應(yīng)在±1%以內(nèi)。
5.負(fù)載功率因數(shù)
表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載的能力。在正弦波條件下，負(fù)載功率因數(shù)為0.7～0.9(滯后)，額定值為0.9。
6.額定輸出電流(或額定輸出容量)
表示在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)范圍內(nèi)逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產(chǎn)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(dāng)輸出功率因數(shù)為1(即純阻性負(fù)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(guī)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(fù)荷效率，在10%額定輸出容量的效率為低負(fù)荷效率。
8.保護(hù)
(1)過電壓保護(hù)：對于沒電壓穩(wěn)定措施的逆變器，應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)截免受輸出過電壓的損害。
(2)過電流保護(hù)：逆變器的過電流保護(hù)，應(yīng)能保證在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過允許值時及時動作，使其免受浪涌電流的損傷。
9.起動特性
表征逆變器帶負(fù)載起動的能力和動態(tài)工作時的性能。逆變器應(yīng)保證在額定負(fù)載下可靠起動。
10.噪聲
電力電子設(shè)備中的變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均會產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運(yùn)行時，其噪聲應(yīng)不超過80dB，小型逆變器的噪聲應(yīng)不超過65dB。
對于大功率光伏發(fā)電系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的波形失真度和噪聲水平等技術(shù)性能也十分重要，在選用離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器時還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
(1)應(yīng)具有足夠的額定輸出容量和負(fù)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(fù)荷下設(shè)備對電功率的要求。對于以單一設(shè)備為負(fù)載的逆變器，其額定容量的選取較為簡單，當(dāng)用電設(shè)備為純阻性負(fù)載或功率因數(shù)大于0.9時，選取逆變器的額定容量為電設(shè)備容量的1.1～1.15倍即可。在逆變器以多個設(shè)備為負(fù)載時，逆變器容量的選取要考慮幾個用電設(shè)備同時工作的可能性，即“負(fù)載同時系數(shù)”。
(2)應(yīng)具有較高的電壓穩(wěn)定性能。在離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中均以蓄電池為儲能設(shè)備。當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時，端電壓可達(dá)13.5V，短時間過充電狀態(tài)可達(dá)15V。蓄電池帶負(fù)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(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右。這就要求逆變器具有較好的調(diào)壓性能，才能保證光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電。
(3)在各種負(fù)載下具有高效率或較高效率。整機(jī)效率高是光伏發(fā)電用逆變器區(qū)別于通用型逆變器的一個顯著特點(diǎn)，10kW級的通用型逆變器實(shí)際效率只有70%～80%將其用于光伏發(fā)電系統(tǒng)時將帶來總發(fā)電量20%～30%的電能損耗。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器在設(shè)計中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率，這是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一項重要措施。在整機(jī)效率方面對光伏發(fā)電專用逆變器的要求是：kW級以下逆變器額定負(fù)荷效率≥80%～85%，低負(fù)荷效率≥65%～75%;10kW級逆變器額定負(fù)荷效率≥85%～90%，低負(fù)荷效率≥70%～80%。
(4)應(yīng)具有良好的過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能。光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，因負(fù)載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統(tǒng)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(xiàn)象最為敏感，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。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(hù)功能。
(5)維護(hù)方便。高質(zhì)量的逆變器在運(yùn)行若干年后，因元器件失效而出現(xiàn)故障，應(yīng)屬于正常現(xiàn)象。除生產(chǎn)廠家需有良好的售后服務(wù)系統(tǒng)外，還要求生產(chǎn)廠家在逆變器生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)及元器件選型方面具有良好的可維護(hù)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(jié)構(gòu)上，元器件容易拆裝，更換方便。這樣，即使逆變器出現(xiàn)故障，也可迅速恢復(fù)正常。
使用
1.嚴(yán)格按照逆變器使用維護(hù)說明書的要求進(jìn)行設(shè)備的連接和安裝。在安裝時，應(yīng)認(rèn)真檢查線徑是否符合要求，各部件及端子在運(yùn)輸中有否松動，應(yīng)絕緣處是否絕緣良好，系統(tǒng)的接地是否符合規(guī)定。
2.應(yīng)嚴(yán)格按照逆變器使用維護(hù)說明書的規(guī)定操作使用。尤其是在開機(jī)前要注意輸入電壓是否正常，在操作時要注意開關(guān)機(jī)的順序是否正確，各表頭和指示燈的指示是否正常。
3.逆變器一般均有斷路、過電流、過電壓、過熱等項目的自動保護(hù)，因此在發(fā)生這些現(xiàn)象時，無需人工停機(jī);自動保護(hù)的保護(hù)點(diǎn)，一般在出廠時已設(shè)定好，無需再行調(diào)整。
4.逆變器機(jī)柜內(nèi)有高壓，操作人員一般不得打開柜門，柜門平時應(yīng)鎖死。
5.在室溫超過30℃時，應(yīng)采取散熱降溫措施，以防止設(shè)備發(fā)生故障，延長設(shè)備使用壽命。
1.應(yīng)定期檢查逆變器各部分的接線是否牢固，有無松動現(xiàn)象，尤其應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)扇、功率模塊、輸入端子、輸出端子以及接地等。
2.一旦報警停機(jī)，不準(zhǔn)馬上開機(jī)，應(yīng)查明原因并修復(fù)后再行開機(jī)，檢查應(yīng)嚴(yán)格按逆變器維護(hù)手冊的規(guī)定步驟進(jìn)行。
3.操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，能夠判斷一般故障的產(chǎn)生原因，并能進(jìn)行排除，例如能熟練地更換保險絲、組件以及損壞的電路板等。未經(jīng)培訓(xùn)的人員，不得上崗操作<使用設(shè)備。4.如發(fā)生不易排除的事故或事故的原因不清，應(yīng)做好事故詳細(xì)記錄，并及時通知逆變器生產(chǎn)廠家給予解決。
