下面對(duì)比較重要的幾種逆變器進(jìn)行說(shuō)明:
正弦波逆變器:輸出的是與日常使用電網(wǎng)一樣的正弦波交流電,提供高質(zhì)量的交流電,能夠帶動(dòng)任何種類(lèi)的負(fù)載,但技術(shù)要求和成本均高。
方波逆變器:輸出的是質(zhì)量較差的方波交流電,對(duì)負(fù)載和逆變器本身會(huì)造成劇烈的不穩(wěn)定影響。制作采用簡(jiǎn)易的多諧振蕩器,其技術(shù)屬于50年代的水平,將逐漸退出市場(chǎng)。
準(zhǔn)正弦波逆變器(屬于方波范疇) :輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個(gè)時(shí)間間隔,波形由折線(xiàn)組成,連續(xù)性不好,但可滿(mǎn)足我們大部分的用電需求,效率高,噪音小,售價(jià)適中,因而成為市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品。
有源逆變器:使電流電路中的電流,在交流側(cè)與電網(wǎng)連接而不直接接入負(fù)載的逆變器
無(wú)源逆變器:使電流電路中的電流,在交流側(cè)不與電網(wǎng)連接而直接接入負(fù)載(即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載)的逆變器。
逆變器關(guān)鍵參數(shù)簡(jiǎn)介
不管是消費(fèi)者使用還是開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì),對(duì)于逆變器的以下幾個(gè)重要參數(shù)都需要熟悉:
1、逆變效率。
逆變效率是衡量逆變器性能的一個(gè)重要參數(shù),逆變效率值用來(lái)表征其自身?yè)p耗功率的大小,通常以%來(lái)表示。逆變器中逆變效率直接關(guān)系到系統(tǒng)效率,如果逆變器逆 變效率過(guò)低,將嚴(yán)重導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽(yáng)電池方陣的轉(zhuǎn)換效率目前一般不超過(guò)18%,且太陽(yáng)電池的成本較高,如果想提高2%一3 %轉(zhuǎn)換效率非常困難,但提高逆變器逆變效率3%一5%卻是完全可能的。逆變器效率的高低是逆變器性能好壞的一個(gè)該要標(biāo)準(zhǔn),對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)提高發(fā)電量和降低 發(fā)電成本有著重要影響。
2、額定輸出容量
額定輸出容最是用來(lái)表征逆變器向負(fù)級(jí)供電的能力。額定輸出容最值高,則逆變器帶負(fù)載能力越強(qiáng)。額定輸出容量值只是針對(duì)純電阻性負(fù)載的一個(gè)參考,如果逆變器所帶的負(fù)載不為純限性時(shí),逆變器帶負(fù)載能力將小于給出的額定輸出容量值。
3、輸出電壓穩(wěn)定度
輸出電壓穩(wěn)定度是指逆變器輸出電壓的穩(wěn)定能力。逆變器中一般會(huì)給出輸入直流電壓在允許波動(dòng)范圍內(nèi)逆變器輸出電壓的偏差(通常稱(chēng)為電壓調(diào)整率),高性能的逆 變器一般還會(huì)給出負(fù)載由。0%變化至100%時(shí),逆變器輸出電壓的電壓偏差(通常稱(chēng)為負(fù)載調(diào)整率)。標(biāo)稱(chēng)電壓通常指的是開(kāi)路輸出電壓,也就是不接任何負(fù) 載,沒(méi)有電流愉出的電壓值。獨(dú)立太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中,蓄電池端電壓在充放電時(shí)電壓波動(dòng)很大,鉛酸蓄電池電壓波動(dòng)可達(dá)標(biāo)稱(chēng)電壓的30%左右,所以逆變器要有良 好的輸出電壓穩(wěn)定度,才能保證系統(tǒng)在較大直流輸入范圍內(nèi)工作。
4、可靠性
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中,逆變器可靠性是形響系統(tǒng)可靠性的主要因家之一。因?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)一般工作在比較偏遠(yuǎn)的艱苦地方,維護(hù)不方便,逆變器必須是可書(shū) 的。其可書(shū)性要求逆變器具有良好的保護(hù)功能,包括逆變器中的過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)功能。在光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),由于負(fù)載故障、人為誤操作和外界干擾等原 因,引起供電系統(tǒng)電流過(guò)大或短路等情況是極有可能發(fā)生的,要提高可靠性,必須要求逆變器要有相關(guān)的保護(hù)功能。
5、啟動(dòng)性能
啟動(dòng)性能是指逆變器帶負(fù)載啟動(dòng)的能力和動(dòng)態(tài)工作的性能。逆變器在額定負(fù)級(jí)下應(yīng)能保證其正常啟動(dòng)。一般電阻性負(fù)載工作時(shí),逆變器啟動(dòng)性能較好。但如果是電感 性負(fù)載,如電動(dòng)機(jī)、冰箱、空調(diào)或大功率水泵啟動(dòng)時(shí),功率可能是額定功率的幾倍以上。通常感性負(fù)載啟動(dòng)時(shí),逆變器將承受較大的浪涌功率。故逆變器的啟動(dòng)性能 要求在感性或其他負(fù)載啟動(dòng)時(shí),逆變器內(nèi)部器件能承受多次滿(mǎn)負(fù)荷啟動(dòng)而不致使功率器件損壞。
6、諧波失真度
當(dāng)逆變器輸出電壓波形為正弦波時(shí)或修正波時(shí),除了基波外還含有諧波分量,通常將諧波分量在輸出電壓總波形中的比例稱(chēng)為諧波失真度。高次諧波電流會(huì)在電感性 負(fù)載產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致器件嚴(yán)吹發(fā)熱,嚴(yán)重的會(huì)損壞電氣設(shè)備。一般逆變器會(huì)注明其諧波失真度。方波逆變器的諧波失真約為40%,一般只適合于純阻性負(fù)載;修正 波逆變器的諧波失真小于20%左右,適合于大部分負(fù)載;而正弦波逆變器的諧波失真較小,能適用于所有的交流用電負(fù)載。
逆變器未來(lái)發(fā)展方向
社會(huì)日益電氣化的現(xiàn)在,各種產(chǎn)品中逆變器的要求也越來(lái)越高,需求量也越來(lái)越大。那么在逆變器快速發(fā)展的同時(shí),它的發(fā)展趨勢(shì)又是怎樣的呢?
第一,高頻化。
逆變器開(kāi)關(guān)頻率的提高能夠有效的減少裝置的體積和重量,同時(shí)還能夠消除變壓器和電感的音頻噪聲。在改善輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的時(shí)候也減小了裝置的體積和質(zhì)量。
第二,高性能化。
要求它的穩(wěn)壓性能好, 空載及負(fù)載時(shí)輸出電壓有效值都要穩(wěn)定;另外,波形的質(zhì)量也要求要高。對(duì)突加或突減負(fù)載時(shí)輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)著一特性要好。
第三,并聯(lián)及模塊化。
現(xiàn)在的逆變器已經(jīng)向著大功率和可靠性在發(fā)展,所以為了提高系統(tǒng)的可靠性, 就必須要實(shí)現(xiàn)模塊化。
第四,小型化。
這里的小型化指的就是變壓器的小型化。
第五,高輸入功率因數(shù)化。
第六,數(shù)字化。
第七,智能化。
無(wú)論什么產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到智能狀態(tài)下,與傳統(tǒng)的模式相比那肯定是更上一個(gè)層次的。
逆變器的理想設(shè)計(jì)
理想的逆變器,從直流變到交流的功率總是一定的值而沒(méi)有脈動(dòng),直流電源波形和電流波形中也不應(yīng)該產(chǎn)生脈動(dòng);而在實(shí)際的逆變電路中,因?yàn)槟孀兤鞯拿}動(dòng)數(shù)等有限制,因而逆變功率P是脈動(dòng)的。當(dāng)逆變器的逆變功率p的脈動(dòng)波形由直流電流來(lái)體現(xiàn)時(shí),稱(chēng)之為電壓型逆變器。電壓型逆變器的特點(diǎn)是:
1)直流側(cè)有較大的直流濾波電容。
2)當(dāng)負(fù)級(jí)功率因致變化時(shí),交流輸出電壓的波形不變,即交流輸出電壓波形與負(fù)載無(wú)關(guān)。交流輸出電壓的波形,通過(guò)逆變開(kāi)關(guān)的動(dòng)作被直流電源電容上的電壓鉗位成方波。
3)在逆變器中,與逆變開(kāi)關(guān)并聯(lián)有反饋二極管,所以交流電壓與負(fù)載無(wú)關(guān),是方波。
4)輸出電流的相位隨負(fù)載功率因數(shù)的變化而變化,換向是在同橋臂開(kāi)關(guān)管之間進(jìn)行的。
5)可以通過(guò)控制輸出電壓的幅值和波形來(lái)控制其輸出電壓。
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