章逆变器(陆虎瑜编)分析报告.ppt

第11章 逆 变 器 11.1 逆变器简介 11.2 逆变器类型 11.3 逆变器主要性能参数 11.4 确定逆变器技术条件 11.1 逆变器简介 11.1.1 逆变器用途 太阳电池在阳光照射下产生直流电，独立运行 的风力发电机虽然发出的是交流电，但不稳定， 必须用蓄电池储能，才能向用户提供连续平稳的 电能，因此早期的光伏和风力发电系统多数以直 流供电。然而，绝大多数用电器，如日光灯、电 视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都 是以交流电工作，因此以直流供电的系统有很大 的局限性。此外，当供电系统需要升高电压或降 低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而 在直流系统中升降电压的技术就要复杂得多了。 （15kW） （2kW） 图11-1逆变器 因此，在独立运行的光伏系统和风力发电系统中都需要将直流电变换成交流电，具有这 种功能的电力电子设备称作逆变器。逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电和风 力发电系统的供电质量。除此之外，在联网运行的光伏发电系统中，还需使用具有并网 功能的逆变器。   11.1.2 逆变器工作原理 逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的 逆向过程，称之为“逆变”，其作用是通过功率半导体开关器件的开通和关断作用，把直 流电能变换成交流电能。 逆变器所涉及的知识领域和技术内容十分广泛，下面仅从可再生能源发电应用的角 度，对逆变器的基本工作原理、电路构成作一简要介绍。 逆变器的种类很多，各自的具体工作原理、工作过程不尽相同，但是最基本的逆变 过程是相同的。下面以最简单的逆变电路—单相桥式逆变电路为例，具体说明逆变器的 “逆变”过程。 图11-2 DC-AC逆变原理示意图 二、脉宽调制技术 ? 基本原理 — 载波 — 正弦调制波 — 两桥臂开关波 — 基波分量（滤波后） ? 三相PWM集成控制器心片 HEF4752  三、PWM逆变器 1. 工作原理 2. 关键技术 大功率器件的保护 — 吸收回路 — 短路保护 — 驱动回路 高效率 — 低管压降 — 降低开关损耗 — 减少部件损耗 工艺保证 — 主回路：极小的分布参数（分布电感） — 高性能大容量电容、低损耗高频电容 — 低损耗电感 — 大截面低损耗高频线 11.2 逆变器类型 11.2.1 方波逆变器 优点：价格便宜、维修简单。 缺点：损耗大、保护功能不够完善，噪声比较大。 11.2.1 修正方波逆变器 优点：波形比方波有明显改善，当采用无变压器 输出时，整机效率很高。 缺点：使用的功率开关管较多，仍有一些高频干扰。 11.2.3 正弦波逆变器 优点：输出波形好，失真度低，对收音机及通讯设备干扰小，噪声低。此外，保护功能齐全，整机效率高。 缺点：线路相对复杂，对维修技 术要求高，价格较贵。 11.2.4 组合式三相逆变器 在三相负载不平衡时逆变器仍可以正常工作， 是组合式三相逆变器的突出特点。 11.3 逆变器主要性能参 11.3.1 逆变器主要技术性能 1．使用环境条件 逆变器正常使用条件：海拔高度不超过1000m，空气温度0～+40℃。 2．直流输入电源条件 输入直流电压波动范围：蓄电池组额定电压值的 ±15%。 3．额定输出电压 在规定的输入电源条件下，输出额定电流时，逆变器应输出的额定电压值。 电压波动范围： 单相 220V±5%，三相380±5%。 4．额定输出电流 在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应输出的额定电流值。 5．额定输出频率 在规定的条件下，固定频率逆变器的额定输出频率为50Hz； 频率波动范围：50Hz士2%。 6．最大谐波含量 正弦波逆变器，在阻性负载下，输出电压的最大谐波含量应≤10%。 7．过载能力 在规定的条件下，在较短时间内，逆变器输出超过额定电流值的能力。逆变器的过载能力应在规定的负载功率因数下，满足一定的要求。 8.3.2 逆变器的选择 8．效率 在额定输出电压、输出电流和规定的负载功率因数下，逆变器输