《新能源概論》課件-10、第三章 太陽(yáng)能及其利用-3.7逆變技術(shù)

20五月2025第三章

太陽(yáng)能及其利用8第七節(jié)

光伏逆變器一、光伏逆變器1、逆變器：將輸入的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能輸出的裝置（DC/AC）。轉(zhuǎn)換后的交流電的電壓、頻率、波形等應(yīng)與電力系統(tǒng)的相一致。二、光伏逆變器分類三、光伏逆變器的電路構(gòu)成逆變器的基本電路構(gòu)成：主要由輸入電路、輸出電路、主逆變開關(guān)電路（簡(jiǎn)稱主逆變電路）、控制電路、輔助電路和保護(hù)電路等構(gòu)成。輸出波形運(yùn)行方式輸出交流電相數(shù)功率流動(dòng)方向方波逆變器離網(wǎng)逆變器單相逆變器單向逆變器階梯波逆變器并網(wǎng)逆變器三相逆變器雙向逆變器正弦波逆變器1.輸入電路逆變器的輸入電路主要是為主逆變電路提供可確保其正常工作的直流工作電壓。2.主逆變電路主逆變電路是逆變器的核心，它的主要作用是通過半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷完成逆變的功能。逆變電路分為隔離式和非隔離式兩大類。3.輸出電路逆變器的輸出電路主要是對(duì)主逆變電路輸出的交流電的波形、頻率、電壓、電流的幅值、相位等進(jìn)行修正、補(bǔ)償、調(diào)理，使之能滿足使用需求。4.控制電路逆變器的控制電路主要是為主逆變電路提供一系列的控制脈沖來(lái)控制逆變開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，配合主逆變電路完成逆變功能。5.輔助電路輔助電路主要是將輸入電壓變換成適合控制電路工作的直流電壓。輔助電路還包含多種檢測(cè)、顯示電路。逆變器的顯示功能主要包括：直流輸入電壓和電流的測(cè)量值，交流輸出電壓和電流的測(cè)量值，逆變器的工作狀態(tài)（運(yùn)行、故障、停機(jī)等）。6.保護(hù)電路逆變器的保護(hù)電路主要包括輸入過壓、欠壓保護(hù)，輸出過壓、欠壓保護(hù)，過載保護(hù)，過流和短路保護(hù)，接反保護(hù)，過熱保護(hù)等。四、光伏逆變器的主要元器件逆變器主要由半導(dǎo)體功率器件和逆變器驅(qū)動(dòng)、控制電路兩大部分組成。目前的逆變器多數(shù)采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(VMOSFET)、絕緣柵極晶體管(IGBT)、可關(guān)斷晶體管(GTO)、MOS控制晶體管(MGT)、MOS控制晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)以及智能型功率模塊(IPM)等多種先進(jìn)且易于控制的大功率器件，控制逆變驅(qū)動(dòng)電路也從模擬集成電路發(fā)展到單片機(jī)控制，甚至采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)控制，使逆變器向著高頻化、節(jié)能化、全控化、集成化和多功能化方向發(fā)展。五、單相逆變器的工作原理1、分類單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全橋式三種。2、推挽式逆變電路該電路由兩只共負(fù)極連接的功率開關(guān)管和一個(gè)初級(jí)帶有中心抽頭的升壓變壓器組成。升壓變壓器的中心抽頭接直流電源正極，兩只功率開關(guān)管在控制電路的作用下交替工作，輸出方波或三角波的交流電力。推挽式逆變電路原理圖（1）電阻性負(fù)載（2）電感性負(fù)載ug1ug2uoiRdug1ug2uoiLug1ug2ug1ug2uoiRdug1ug2uoiL3、半橋式逆變電路半橋式逆變電路由兩只功率開關(guān)管、兩只儲(chǔ)能電容器和藕合變壓器等組成。該電路將兩只串聯(lián)電容的中點(diǎn)作為參考點(diǎn)，當(dāng)功率開關(guān)管VTl在控制電路的作用下導(dǎo)通時(shí)，電容Cl上的能量通過變壓器初級(jí)釋放；當(dāng)功率開關(guān)管VT2導(dǎo)通時(shí)，電容C2上的能量通過變壓器初級(jí)釋放；VTl和VT2的輪流導(dǎo)通，在變壓器次級(jí)獲得了交流電能。

半橋式逆變電路原理圖（1）V1導(dǎo)通（2）VD2續(xù)流導(dǎo)通（3）V2導(dǎo)通（4）VD1續(xù)流導(dǎo)通半橋式逆變電路帶電感性負(fù)載4、全橋式逆變電路全橋式逆變電路由四只功率開關(guān)管和變壓器等組成。功率開關(guān)管VTl、VT4和VT2、VT3反相