逆变器是什么(逆变器是谁发明的)

逆变器的概念理解

逆变器是指将交流电能转换成DC电能作为整流的过程，完成整流功能的电路作为整流电路，实现整流过程的器件作为整流设备或整流器。相应地，将DC电能转换为交流电能的过程称为逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路，实现逆变过程的器件称为逆变设备或逆变器。

逆变器分类的详细说明

1.根据逆变器输出交流电的频率，可分为工频逆变器、中频逆变器和高频逆变器。工频逆变器的频率为50 ~ 60hz；中频变频器的频率一般在400Hz到10 kHz以上；高频逆变器的频率一般在10千赫到10兆赫以上。

2.根据逆变器输出的相数，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

3.根据逆变器输出功率的去向，可分为有源逆变器和无源逆变器。将逆变器输出的电能输送到工业电网的逆变器称为有源逆变器。将逆变器输出的电能输送给某个电力负载的逆变器称为无源逆变器。

4.按逆变器主电路可分为单端逆变器、推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。

5.根据逆变器主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和IGBT逆变器。也可以分为“半控”逆变器和“全控”逆变器两大类。前者不具备自关断能力，元件开通后失去控制功能，故称为“半控”普通晶闸管，属于此类；后者具有自关断能力，即任何器件的开通和关断都不能由栅电极控制，故称为“全控型”，功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管(IGBT)都属于这一类。

6.根据DC电源，洪都博客可分为电压源逆变器(VSI)和电流源逆变器(CSI)。前者，DC电压近乎恒定，输出电压为交流方波；在后一种情况下，DC电流几乎是恒定的，输入电流是交流方波。

7.根据逆变器输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。

8.根据逆变器的控制方式，可分为调频(PFM)逆变器和脉宽调制(PWM)逆变器。

9.根据逆变器开关电路的工作方式，可分为谐振逆变器、定频硬开关逆变器和定频软开关逆变器。

10.根据逆变器的换流方式，可分为负载换流逆变器和自换流逆变器。

逆变器的基本结构

逆变器的直接功能是将DC电力转换成交流电力。逆变装置的核心是逆变开关电路，简称逆变电路。该电路通过接通和断开电力电子开关来完成逆变器功能。电子开关器件的通断需要特定的驱动脉冲，这可以通过改变电压信号来调节。以及用于产生和调节脉冲的电路。通常称为控制电路或控制回路。逆变装置的基本结构包括保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等。除了上面提到的逆变电路和控制电路。

逆变器的工作原理

1.全控逆变器工作原理:是常用的单相输出全桥逆变器主电路，交流元件为IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。IGBT管的开通或关断由PWM脉宽调制控制。

当逆变器电路连接到DC电源时，它由Q11和Q14接通，由Q1和Q13断开。然后电流从DC电源的正极输出，通过Q11、L或电感、变压器的初级线圈回到电源的负极，如图1-2所示。当Q11和Q14关断时，Q12和Q13导通，电流从电源正极经Q13和变压器初级绕组2-1流向电源负极。此时，变压器的初级线圈上已经形成了正负交替的方波。使用高频PWM控制，两对IGBT管交替重复在变压器上产生交流电压。由于LC交流滤波器的作用，在输出端形成正弦波交流电压。当Q11和Q14关断时，为了释放储存的能量，二极管D11和D12并联在IGBT上，将能量返回到DC电源。

2.半控逆变器工作原理:半控逆变器采用晶闸管元件。改进型并联逆变器的主电路如图4所示。在图中，Th1和Th2是交替工作的晶闸管。如果Th1被触发先导通，电流通过变压器流过Th1，同时由于变压器的感应，换向电容C被充电到两倍的电源电压。当Th2被按下时，它被触发打开。因为Th2的阳极被反向偏置，所以Th1关断并回到阻断状态。这样，Th1和Th2被换向，然后电容器C以相反的极性充电。这样晶闸管交替触发，电流交替流向变压器的初级，在变压器的次级获得交流电。

在电路中，电感L可以限制换向电容C的放电电流，延长放电时间，保证电路的关断时间比晶闸管长，不需要大容量的电容。D1和D2是两个反馈二极管，可以释放电感L中的能量，并将换向剩余能量回馈给电源，完成能量反馈。

变频器的主要技术性能

1.额定输出电压

在规定的输入DC电压的允许波动范围内，表示变频器应能输出的额定电压。通常，输出额定电压的稳定性和准确性有以下规定:

(1)稳态运行时，应限制电压波动范围，例如其偏差不应超过额定值的3%或5%。

(2)在负载突然变化(额定负载0%→50%→100%)或受其它干扰因素影响的动态情况下，输出电压偏差不应超过额定值的8%或10%。

2.输出电压不平衡

在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度(逆序分量与正序分量之比)不应超过规定值，一般用%表示，如5%或8%。

3.输出电压的波形失真

当逆变器的输出电压为正弦时，应规定最大允许波形失真(或谐波含量)。通常用输出电压的总波形失真来表示，其值不应超过5%(单相输出允许10%)。

4.额定输出频率

逆变器输出交流电压的频率应该是一个相对稳定的值，通常为50Hz。正常工作条件下，偏差应在1%以内。

5.负载功率因数

表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。正弦波条件下，负载功率因数为0.7 ~ 0.9(滞环)，额定值为0.9。

6.额定输出电流(或额定输出容量)

表示指定负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。一些逆变器产品以VA或kVA为单位给出额定输出容量。逆变器的额定容量是输出功率因数为1(即纯阻性负载)时，额定输出电压和额定输出电流的乘积。

7.额定输出效率

逆变器的效率是在规定的工作条件下输出功率与输入功率的比值，用%表示。变频器在额定输出容量时的效率为满载效率，10%额定输出容量时的效率为低负载效率。

8.保护

(1)过压保护:对于没有稳压措施的逆变器，应有输出过压保护措施，以保护负端免受输出过压。

(2)过流保护:逆变器的过流保护应能保证在负载短路或电流超过允许值时能及时动作，防止被浪涌电流损坏。

9.启动特性

表征逆变器带负载启动的能力和动态运行期间的性能。变频器应在额定负载下可靠启动。

10.噪音

电力设备中的变压器、滤波电感、电磁开关、风扇等部件都会产生噪声。变频器正常运行时，其噪声不应超过80dB，小型变频器的噪声不应超过65dB。

大功率光伏发电系统和并网光伏发电系统中逆变器的波形失真和噪声水平也非常重要。为离网型光伏发电系统选择逆变器时，应注意以下几点:

(1)应有足够的额定输出能力和负载能力。在选择变频器时，首先要考虑有足够的额定容量，以满足设备在最大负载下对电功率的要求。对于以单台设备为负载的变频器，额定容量的选择相对简单。当用电设备为纯阻性负载或功率因数大于0.9时，变频器的额定容量应为用电设备的1.1 ~ 1.15倍。当逆变器带多台设备负载时，逆变器容量的选择要考虑几台电气设备同时工作的可能性，即“负载同时系数”。

(2)应具有高电压稳定性。在离网光伏发电系统中，蓄电池被用作储能设备。标称电压为12V的电池在浮充状态下，端电压可达13.5V，短时过充状态可达15V。在负载放电结束时，电池的端电压可以降低到10.5V或更低。电池端电压的波动可以达到标称电压的30%左右。这就要求逆变器具有良好的调压性能，以保证光伏发电系统能够以稳定的交流电压供电。

(3)在各种负载下的高效率或更高效率。整机效率高是光伏发电用逆变器区别于一般逆变器的显著特点。10kW通用变频器实际效率只有70% ~ 80%。用于光伏发电系统时，会带来总发电量的20% ~ 30%左右的功率损耗。因此，在光伏发电系统的设计中，应特别注意降低功率损耗，提高整个逆变器的效率。因此，提高光伏发电系统的技术经济指标是一项重要措施。在整体效率方面，光伏发电专用逆变器的要求是:额定负载效率≥ 80% ~ 85%，低负载效率≥65% ~ 75%；10kW变频器额定负载效率≥ 85% ~ 90%，低负载效率≥ 70% ~ 80%。

(4)应具有良好的过流保护和短路保护功能。光伏发电系统在正常运行过程中，完全有可能由于负载故障、人员误操作、外界干扰等原因导致供电系统过流或短路。逆变器对外部电路的过流和短路最为敏感，是光伏发电系统中的薄弱环节。因此，在选择变频器时，必须具有良好的过流和短路的自我保护功能。

(5)易于维护。高质量的逆变器经过几年的运行，由于元件故障而出现故障是很正常的。除了良好的售后服务体系，还要求厂商在逆变器生产工艺、结构、元器件选择等方面具有良好的可维护性。比如损坏的部件有充足的备件或者容易买到，部件互换性好；在工艺结构方面，部件易于拆卸和更换。这样，即使逆变器出现故障，也能迅速恢复正常。

变频器的使用与维护

使用

1.严格按照变频器操作和维护说明书的要求连接和安装设备。安装时，仔细检查线径是否符合要求；运输过程中所有零件和端子是否松动；绝缘是否应绝缘良好；系统的接地是否符合要求。

2.变频器应严格按照操作和维护说明书的规定进行操作。特别是:开机前注意输入电压是否正常；操作时注意红豆博客上、下机顺序是否正确，各表头、指示灯指示是否正常。

3.变频器一般都有开路、过流、过压、过热等项目的自动保护，所以当这些现象发生时，不需要手动关机；自动保护的保护点一般在出厂时就已设置好，无需再做调整。

4.因为变频器柜内有高压，一般不允许操作人员打开柜门，平时要上锁。

5.当室温超过30℃时，应采取散热冷却措施，防止设备故障，延长设备使用寿命。

维护和修理

1.定期检查变频器各部分的接线是否牢固和松动，特别要仔细检查风扇、电源模块、输入端子、输出端子和接地等。

2.一旦报警停止，不允许立即启动机器。启动机器前，应找出原因并进行修理。检查应严格按照变频器维护手册中规定的步骤进行。

3.操作人员必须经过专门培训，能够判断一般故障的原因并排除，如熟练更换保险丝、元器件、损坏的红豆博客电路板等。未经培训的人员不得在其岗位上操作和使用设备。

4.如果出现不容易排除的事故或事故原因不清楚，应详细记录事故情况，并及时通知变频器生产厂家解决。

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