发布时间:2025-09-02 04:10:54 人气:
一文看懂逆变器的17种主要类型
逆变器的17种主要类型
逆变器是将直流电(DC)转换成交流电(AC)的装置。根据应用的输入源、连接方式、输出电压波形等,逆变器主要分为以下17种类型:
一、按输入源分类
电压源逆变器(VSI):当逆变器的输入为恒定直流电压源时,该逆变器被称为电压源逆变器。其输入有一个刚性直流电压源,阻抗为零或可忽略不计。交流输出电压完全由逆变器中开关器件的状态和应用的直流电源决定。
电流源逆变器(CSI):当逆变器的输入为恒定直流电流源时,该逆变器被称为电流源逆变器。刚性电流从直流电源提供给CSI,其中直流电源具有高阻抗。交流输出电流完全由逆变器中的开关器件和直流施加电源的状态决定。
二、按输出相位分类
单相逆变器:将直流输入转换为单相输出,标称频率为50Hz或60Hz,标称电压有多种,如120V、220V等。单相逆变器用于低负载,损耗较多,效率比三相逆变器低。
三相逆变器:将直流电转换为三相电源,提供三路相角均匀分离的交流电。每个波的幅度和频率都相同,但每个波彼此之间有120度的相移。三相逆变器是高负载的首选。
三、按换向技术分类
线路换向逆变器:交流电路的线电压可通过设备获得,当SCR中的电流经历零特性时,器件被关闭。这种换向过程称为线路换向。
强制换向逆变器:电源不会出现零点,需要外部源来对设备进行整流。这种换向过程称为强制换向。
四、按连接方式分类
串联逆变器:由一对晶闸管和RLC(电阻、电感和电容)电路组成,负载在晶闸管的帮助下直接与直流电源串联。也称为自换相逆变器或负载换向逆变器。
并联逆变器:由两个晶闸管、一个电容器、中心抽头变压器和一个电感器组成。在工作状态下,电容器通过变压器与负载并联。
半桥逆变器:需要两个电子开关(如MOSFET、IJBT、BJT或晶闸管)才能工作。对于阻性负载,电路工作在两种模式。
全桥逆变器:具有四个受控开关,用于控制负载中电流的流动方向。对于任何负载,一次只有2个晶闸管工作。
三相桥式逆变器:由6个受控开关和6个二极管组成,用于重负载应用。
五、按操作模式分类
独立逆变器:直接连接到负载,不会被其他电源中断。也称为离网模式逆变器。
并网逆变器:有两个主要功能,一是从存储设备向交流负载提供交流电,二是向电网提供额外的电力。也称为公用事业互动逆变器、电网互联逆变器或电网反馈逆变器。
双峰逆变器:既可作为并网逆变器工作,也可作为独立逆变器工作。可以根据负载的要求灵活切换工作模式。
六、按输出波形分类
方波逆变器:将直流电转换为交流电的最简单的逆变器,但输出波形不是纯正弦波,而是方波。更便宜,但谐波失真较大。
准正弦波逆变器:输出信号以正极性逐步增加,然后逐步下降,形成阶梯正弦波。谐波失真较低,但仍不是纯正弦波,对某些负载可能不适用。
纯正弦波逆变器:将直流转换为几乎纯正弦交流。输出波形具有极低的谐波,是大多数电气设备的首选。
七、按输出电平数量分类
两电平逆变器:有两个输出电平,输出电压在正负之间交替,并以基本频率(50Hz或60Hz)交替。在某些情况下,可能将三电平逆变器(其中一个电平是零电压)归入此类。
多电平逆变器(MLI):将直流信号转换为多电平阶梯波形。波形的平滑度与电压电平的数量成正比,因此会产生更平滑的波形,适用于实际应用。
以下是部分逆变器的展示:
综上所述,逆变器根据不同的分类标准有多种类型,每种类型都有其特定的应用场景和优缺点。在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的逆变器类型。
单相逆变器的电路原理
单相逆变器的电路原理
逆变器的工作原理是通过功率半导体开关器件的导通和关断作用,把直流电能变换成交流电能。单相逆变器的基本电路主要包括推挽式、半桥式和全桥式三种,虽然它们的电路结构有所不同,但工作原理相似。以下是对这三种电路原理的详细阐述:
一、推挽式逆变电路
推挽式逆变电路由两只共负极连接的功率开关管和一个一次侧带有中心抽头的升压变压器组成。升压变压器的中心抽头接直流电源正极,两只功率开关管在控制电路的作用下交替工作,输出方波或三角波的交流电。
优点:由于功率开关管的共负极连接,使得该电路的驱动和控制电路可以比较简单。另外,由于变压器具有一定的漏感,可限制短路电流,从而提高电路的可靠性。缺点:变压器效率低,带感性负载的能力较差,不适合直流电压过高的场合。二、半桥式逆变电路
半桥式逆变电路由两只功率开关管、两只储能电容器和耦合变压器等组成。该电路将两只串联电容的中点作为参考点。当功率开关管VT1在控制电路的作用下导通时,电容C1上的能量通过变压器一次侧释放;当功率开关管VT2导通时,电容C2上的能量通过变压器一次侧释放。VT1和VT2轮流导通,在变压器二次侧获得交流电能。
优点:结构简单,由于两只串联电容的作用,不会产生磁偏或直流分量,非常适合后级带动变压器负载。缺点:当该电路工作在工频(50Hz或60Hz)时,需要较大的电容容量,使电路的成本上升。因此,该电路更适合用于高频逆变器电路中。三、全桥式逆变电路
全桥式逆变电路由四只功率开关管和变压器等组成。该电路克服了推挽式逆变电路的缺点,功率开关管Q1、Q4和Q2、Q3反相,Q1、Q3和Q2、Q4轮流导通,使负载两端得到交流电能。
优点:克服了推挽式逆变电路的缺点,适用于各种负载场合。应用:在实际应用中,全桥式逆变电路常用于需要高输出电压和电流的场合。四、逆变器波形转换过程
逆变器将直流电转换成交流电的转换过程涉及多个步骤。半导体功率开关器件在控制电路的作用下以高速开关,将直流切断,并将其中一半的波形反向而得到矩形的交流波形。然后,通过电路使矩形的交流波形平滑,得到正弦交流波形。
五、不同波形单相逆变器优缺点
方波逆变器:
优点:线路简单,价格便宜,维修方便。
缺点:调压范围窄,噪声较大,带感性负载时效率低,电磁干扰大。
阶梯波逆变器:
优点:波形类似于正弦波,高次谐波含量少,能满足大部分用电设备的需求。整机效率高。
缺点:线路较为复杂,使用的功率开关管较多,电磁干扰严重,存在谐波失真。
正弦波逆变器:
优点:输出波形好,失真度低,干扰小,噪声低,适应负载能力强,保护功能齐全,整机性能好,效率高。
缺点:线路复杂,维修困难,价格较贵。
综上所述,单相逆变器通过不同的电路结构实现将直流电能转换为交流电能的功能。在实际应用中,应根据具体需求选择合适的逆变器类型和电路结构。
三相LCL型并网逆变器仿真介绍(并入谐波电网,谐波抑制)
三相LCL型并网逆变器仿真介绍(并入谐波电网,谐波抑制)
三相LCL型并网逆变器是一种高效的电力电子设备,其拓扑结构相较于L型滤波器具有更强的谐波抑制能力,同时成本和体积也更小。以下是对三相LCL型并网逆变器并入谐波电网的仿真介绍,重点讨论其谐波抑制策略。
一、三相LCL型并网逆变器拓扑结构
三相LCL型并网逆变器的基本拓扑结构如图1所示,包括三相逆变器、电感L1、电容C、电感L2、公共并网点(PCC)、电网电感LG以及电网电源ug。
二、LCL型并网逆变器的谐振问题与解决策略
LCL型逆变器虽然具有诸多优点,但由于其三阶系统的特性,存在谐振问题,容易引起系统的不稳定。特别是在电网背景谐波含量较高时,容易引起较大的谐波电流。为解决这一问题,目前主要有两种策略:有源阻尼和无源阻尼。
无源阻尼:通过在系统中合适的位置增加电阻,如电感上串联电阻、电容上并联电阻,来增大系统阻尼,抑制谐振。其中,电容器两端并联电阻是最合适的无源阻尼方式,但会增大系统损耗。
有源阻尼:通过控制策略实现阻尼效果,保证系统稳定的同时,不带来额外的损耗,也不会削弱滤波器对高频谐波的抑制能力。电容电流补偿法是目前最合适的有源阻尼方式。
三、三相LCL型并网逆变器仿真模型
图2展示了采用电容电流补偿法的三相LCL型并网逆变器控制/电路拓扑图。该仿真模型中,电网电压中串入了一串谐波分量,用来模拟三相LCL型并网逆变器并入谐波电网中的表现。
仿真模型采用外环并网电流控制(控制并网电流幅值大小及相位),内环采用电容电流补偿的方式。图3为simulink仿真模型,图4为电网电压及并网电流对比图。
通过FFT分析,并网电流中的谐波含量为7.06%。由于LCL型并网逆变器输出谐波阻抗较小,因此其并入谐波电网中容易引起较大的谐波电流。
四、谐波抑制策略——前馈补偿
为抑制并网电流中的谐波电流,可采用前馈补偿的方式。其原理为:并网电流主要由控制参考值Iref以及干扰项电网电压ug的影响叠加而成。通过分析系统传递函数,在控制中反方向再叠加一个ug的影响,从而可以在一定程度上抑制电网电压ug的影响,降低其谐波分量。
添加前馈补偿后的仿真模型如图5所示。经过前馈补偿后,并网电流的畸变程度明显降低。图6为添加前馈补偿后的电网电压及并网电流波形图,图7为并网电流FFT分析结果。
可以看到,在其他任何参数不变的前提下,经过前馈补偿后,并网电流的谐波含量降至了3.92%,谐波抑制效果显著。
五、总结
三相LCL型并网逆变器在并入谐波电网时,通过采用有源阻尼策略(如电容电流补偿法)和前馈补偿策略,可以有效抑制并网电流中的谐波分量,提高系统的稳定性和电能质量。对于深入研究LCL型并网逆变器的原理、参数设计、谐波抑制策略等,可参照相关专业书籍如《LCL型并网逆变器的控制技术》等。
逆变器换什么增大电流功率呢
方法:加大逆变变压器磁芯及输出线圈线径; 提升振荡频率; 换大功率管及加大驱动电流; 输出端并电容 名词解释: 逆变器 逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。通过点烟器输出的车载逆变是20W、40W、80W、120W到150W功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有:手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。
什么是吸收电容?逆变器输入端和输出端分别接吸收电容有什么作用?
吸收电容的概念是指在电路设计中用于稳定电压和改善波形的一种电容装置。在逆变器的输入端安装吸收电容,其主要作用是吸收电网中的电压波动,从而降低输入端的电压波动对逆变器的影响,确保设备稳定运行。
在逆变器的输出端连接吸收电容,则主要是为了滤波。逆变器输出的交流电通常不是平滑的正弦波,而是含有大量的谐波成分,这种非正弦波的波形会带来电流的波动和功率因数的降低。通过在输出端安装吸收电容,可以有效地滤除这些谐波,使输出的交流电波形更加平滑,从而提高电流的稳定性,改善功率因数。
吸收电容的使用不仅可以优化逆变器的工作性能,还能延长设备的使用寿命,提高系统的可靠性和稳定性。因此,在设计和安装逆变器时,正确选择和使用吸收电容是非常重要的。
在实际应用中,电容的选择需要根据具体的工作条件和负载特性进行。例如,电容的容量、耐压等级、温度范围等因素都需要考虑。正确选择电容不仅可以提高系统的性能,还能确保电容的安全使用。
综上所述,逆变器输入端和输出端分别安装吸收电容对于确保系统稳定运行和优化输出波形具有重要意义。通过合理选择和使用吸收电容,可以显著提高逆变器的整体性能。
逆变器变出的电流太小可以在输出220v两端加电容吗?加多大电容带300w洗衣机?
确实,电流过小的问题并非仅仅通过添加电容就能解决。首先,需要明确的是,你的逆变器的功率是多少?它是输出正弦波还是方波?电池的容量又有多大?如果逆变器的功率不足,无论你做什么调整,都无法解决问题。
另外,如果你的逆变器输出的是方波,那么它在驱动像洗衣机这样具有感性负载的电器时效率非常低。具体来说,如果一台1000W的方波逆变器,其实际能够驱动的感性负载大约只有650W左右。
因此,解决电流过小的问题,首先要确保逆变器的功率足够大,其次,选择正弦波输出的逆变器会更加理想,因为它能更有效地驱动感性负载。当然,还需要考虑电池的容量是否足够支撑整个系统运行。
综上所述,仅仅通过在输出端加电容并不能有效解决电流过小的问题,必须从逆变器的功率、输出类型以及电池容量等方面进行综合考虑和优化。
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