逆變器的控制可以使用邏輯電路或?qū)Ｓ玫目刂菩酒部梢允褂猛ㄓ脝纹瑱C(jī)或DSP芯片等，控制功率開(kāi)關(guān)管的門極驅(qū)動(dòng)電路。逆變器輸出可以帶有一定的穩(wěn)壓能力，以橋式逆變器為例，如果設(shè)計(jì)逆變器輸出的交流母線額定電壓峰值比其直流母線額定電壓低10%~20%(目的是儲(chǔ)備一定的穩(wěn)壓能力)，則逆變器經(jīng)PWM調(diào)制輸出其幅值可以有向高10%~20%調(diào)節(jié)的裕量，向低調(diào)節(jié)則不受限制，只需降低PWM的開(kāi)通占空比即可。因此逆變器輸人直流電壓波動(dòng)范圍向下可以到-15%~20% ,向上只要器件耐壓允許則不受限制，只需調(diào)小輸出脈寬即可(相當(dāng)于斬波)。當(dāng)蓄電池或光伏電池輸出電壓較低時(shí)，逆變器內(nèi)部需配置升壓電路，升壓可以使用開(kāi)關(guān)電源方式升壓也司以使用直流充電泵原理升壓。逆變器使用輸出變壓器形式升壓，即逆變器電壓與蓄電池或光伏電池陣列電壓相匹配，逆變器輸出較低的交流電壓，再經(jīng)工頻變壓器升壓送人輸電線路。需要說(shuō)明的是，不論是變壓器還是電子電路升壓，都要損失一部分能量。 佳逆變器工作模式是直流輸人電壓與輸電線路所需要的電壓相匹配，直流電力只經(jīng)過(guò)一層逆變環(huán)節(jié)，以降低變換環(huán)節(jié)的損耗。一般來(lái)說(shuō)逆變器的效率在90%以上。逆變環(huán)節(jié)損耗的能量轉(zhuǎn)換為功率管、變壓器的熱形式能量，該熱量對(duì)逆變器的運(yùn)行是不利的，威脅裝置的安全，要使用散熱器、風(fēng)扇等將此熱量排出裝置以外。逆變損耗通常包括二部分:導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，MOSFET管開(kāi)關(guān)頻率較高，導(dǎo)通阻抗較大，由其構(gòu)成的逆變器多工作在幾十到上百千赫茲頻率下;而IGBT則導(dǎo)通壓降相對(duì)較小，開(kāi)關(guān)損耗較大，開(kāi)關(guān)頻率在幾千到幾十千赫茲之間一般選擇十千赫茲以下。開(kāi)關(guān)并非理想開(kāi)關(guān)，當(dāng)其開(kāi)通過(guò)程中電流有一上升過(guò)程，管子端電壓有一下降過(guò)程，電壓與電流交叉過(guò)程的損耗就是開(kāi)通損耗，關(guān)斷損耗為電壓電流相反變化方向的交叉損耗。降低逆變器損耗主要是要降低開(kāi)關(guān)損耗，新型的諧振型開(kāi)關(guān)逆變器，在電壓或電流過(guò)零點(diǎn)處實(shí)施開(kāi)通或關(guān)斷，從而可以降低開(kāi)關(guān)損耗。

    一般來(lái)說(shuō)，逆變器的技術(shù)指標(biāo)包括:使用環(huán)境為海拔不超過(guò)3000m, 溫度0~+40C (也有特殊用途的逆變器要求低溫為- 10C或更低的)，相對(duì)濕度90以下，直流輸人額定電壓士15%,輸出電壓波動(dòng)范圍不超過(guò)-5%,頻率波動(dòng)范圍不超過(guò)-1%,諧波畸變率不超過(guò)10%，允許負(fù)載功率因數(shù)變化范圍0. 5~1, 0。三相輸出電壓不對(duì)稱度小于5%,噪聲小于80dB，具有過(guò)載200%額定輸出電流1分鐘的能力，逆變器在額定負(fù)載下應(yīng)能夠可靠地啟動(dòng)。 逆變器保護(hù)功能應(yīng)具有:輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)電流保護(hù)、輸出過(guò)電壓保護(hù)、輸出欠電壓保護(hù)、輸出缺相保護(hù)、功率電路超溫保護(hù)等。例如，當(dāng)傳感器檢測(cè)到輸出有短路時(shí)，控制電路立即關(guān)閉功率管的驅(qū)動(dòng)從而關(guān)斷功率管的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的保護(hù)。

    1.方波逆變器

    此逆變器輸出的電壓波形為方波，逆變器線路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)較為容易。缺點(diǎn)是方波電壓中含有大量的高次諧波成分，在負(fù)載中會(huì)產(chǎn)生附加的損耗，并對(duì)通信等設(shè)備產(chǎn)生較大的干擾，需要外加額外的濾波器。此類逆變器多見(jiàn)于早期，設(shè)計(jì)功率不超過(guò)幾百瓦的小容量逆變器。

    2.階梯波逆變器

    階梯波逆變器輸出的電壓波形為階梯波形，階梯波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形接近正弦波，比方波有明顯的改善，高次諧波含量減少。當(dāng)階梯波的階梯達(dá)到16個(gè)以上時(shí)，輸出的波形為準(zhǔn)正弦波，整機(jī)效率較高。但此逆變器往往需要多組直流電源供電，需要的功率開(kāi)關(guān)管也較多，給光伏陣列分組和蓄電池分組帶來(lái)不便。

    3.正弦波PWM逆變器

    正弦波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形基本為正弦波，在負(fù)載中只有很少的諧波損耗，對(duì)通信設(shè)備干擾小，整機(jī)效率高。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格高。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，脈寬調(diào)制技術(shù)的普及，大容量PWM型正弦波逆變器逐漸成為逆變器的主流產(chǎn)品。以典型的單相全橋式逆變器為例，四個(gè)對(duì)角的開(kāi)關(guān)功率管以每個(gè)對(duì)角線的二個(gè)開(kāi)關(guān)管為一組，依次導(dǎo)通和關(guān)斷，在負(fù)載二端就產(chǎn)生交替的正負(fù)電壓，形成交流輸出。當(dāng)此交替導(dǎo)通的頻率與負(fù)載所需的交流頻率相同時(shí)，其輸出的電壓就為方波電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)管以比逆變交流輸出電壓高許多的頻率開(kāi)關(guān)，且每次開(kāi)關(guān)的脈寬按照正弦波的幅值調(diào)制時(shí)，就變成了正弦波脈寬調(diào)制輸出的逆變器，加濾波器后其輸出的電壓波形就是正弦波輸出逆變器。

    PWM型逆變器廣泛使用功率場(chǎng)效應(yīng)管(Power MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、可關(guān)斷型晶閘管(GTO)等作為開(kāi)關(guān)管，而控制部分使用專用型PWM開(kāi)關(guān)集成電路以及帶有PWM輸出的DSP和單片機(jī)芯片。構(gòu)成一臺(tái)實(shí)用型逆變器需要主功率電路、控制電路和輔助電路(如保護(hù)、測(cè)量和監(jiān)控等)。其逆變過(guò)程為光伏陣列或蓄電池輸出的直流電進(jìn)人逆變器直流母線，經(jīng)開(kāi)關(guān)電路(如橋式電路)將直流電變成正反方向輸出的、脈寬為正弦調(diào)制的交流脈沖波，此脈寬調(diào)制的交流電壓經(jīng)濾波電路變成正弦交流電壓輸出，如需要升壓則外接升壓變壓器，再經(jīng)輸電線路將交流電力送往負(fù)載。PWM調(diào)制輸出信號(hào)頻率稱作逆變器的調(diào)制頻率或開(kāi)關(guān)頻率，它一般是逆變器輸出交流基波頻率的十幾倍、幾十倍到上百倍。典型的逆變器交流輸出頻率為50Hz,逆變器開(kāi)關(guān)頻率可以幾百到幾十千赫。PWM調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率愈高，則逆變器輸出波形諧波愈小，但開(kāi)關(guān)過(guò)程帶來(lái)的功率損耗則愈大，要權(quán)衡選取開(kāi)關(guān)管PWM調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率。

    逆變器輸出所接的濾波器通常為低通濾波器，由電感器和電容器構(gòu)成T型低通濾波形式。濾波器的設(shè)計(jì)要考慮濾波能力也要考慮可能帶來(lái)的電磁諧振。逆變器按輸出類型，又分為電壓型逆變器和電流型逆變器。

    4.變頗器

    變頻器是由三相整流器、電壓源的無(wú)源逆變器和控制器構(gòu)成，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電力為直流的特殊性，光伏變頻器不需要三相整流器，而直接將變頻器的直流母線接到光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流母線上。鑒于光伏電力受光照的自然環(huán)境影響較大，直流母線一般要加蓄電池來(lái)穩(wěn)定變頻器的運(yùn)行;在變頻器控制端子要加弱電控制信號(hào)，不停地調(diào)節(jié)變頻器的設(shè)定頻率，改變變頻器輸出功率，以達(dá)到與光伏陣列 大功率點(diǎn)跟蹤的目的。變頻器作為可調(diào)節(jié)性負(fù)載要與光伏陣列的MPPT聯(lián)合控制，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)類動(dòng)力性負(fù)荷盡量配合使用變頻器，以減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的沖擊，并可以靈活調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。

    光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理

    逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，若直流電壓較低，則通過(guò)交流變壓器升壓，即得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。對(duì)大容量的逆變器，由于直流母線電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達(dá)到220V，在中、小容量的逆變器中，由于直流電壓較低，如12V、24V，就必須設(shè)計(jì)升壓電路。

    中、小容量逆變器一般有推挽逆變電路、全橋逆變電路和高頻升壓逆變電路三種，推挽電路，將升壓變壓器的中性插頭接于正電源，兩只功率管交替工作，輸出得到交流電力，由于功率晶體管共地邊接，驅(qū)動(dòng)及控制電路簡(jiǎn)單，另外由于變壓器具有一定的漏感，可限制短路電流，因而提高了電路的可靠性。其缺點(diǎn)是變壓器利用率低，帶動(dòng)感性負(fù)載的能力較差。

    全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點(diǎn)，功率晶體管調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度，輸出交流電壓的有效值即隨之改變。由于該電路具有續(xù)流回路，即使對(duì)感性負(fù)載，輸出電壓波形也不會(huì)畸變。該電路的缺點(diǎn)是上、下橋臂的功率晶體管不共地，因此必須采用專門驅(qū)動(dòng)電路或采用隔離電源。另外，為防止上、下橋臂發(fā)生共同導(dǎo)通，必須設(shè)計(jì)先關(guān)斷后導(dǎo)通電路，即必須設(shè)置死區(qū)時(shí)間，其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

    光伏并網(wǎng)逆變器逆變電路的控制電路:

    上述幾種逆變器的主電路均需要有控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般有方波和正旋波兩種控制方式，方波輸出的逆變電源電路簡(jiǎn)單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變器的發(fā)展趨勢(shì)，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，有PWM功能的微處理器也已問(wèn)世，因此正弦波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)成熟。

    1.方波輸出的逆變器目前多采用脈寬調(diào)制集成電路，如SG3525，TL494等。實(shí)踐證明，采用SG3525集成電路，并采用功率場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)功率元件，能實(shí)現(xiàn)性能價(jià)格比較高的逆變器，由于SG3525具有直接驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管的能力并具有內(nèi)部基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器和欠壓保護(hù)功能，因此其外圍電路很簡(jiǎn)單。

    2.正弦波輸出的逆變器控制集成電路，正弦波輸出的逆變器，其控制電路可采用微處理器控制，如INTEL公司生產(chǎn)的80C196MC、摩托羅拉公司生產(chǎn)的MP16以及MI-CROChip公司生產(chǎn)的PIC16C73等，這些單片機(jī)均具有多路PWM發(fā)生器，并可設(shè)定上、上橋臂之間的死區(qū)時(shí)間，采用INTEL公司80C196MC實(shí)現(xiàn)正弦波輸出的電路，80C196MC完成正弦波信號(hào)的發(fā)生，并檢測(cè)交流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。

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