介紹

正弦波逆變器

使用

1）電源選擇

必須由蓄電池或者汽車點煙器提供電源。根據(jù)產(chǎn)品的不同可選擇12V、24V、48V。

UPS電源（Uninterrupted Power Supply不間斷電源）是為重要負載提供不受電網(wǎng)干擾、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的電力供應的電源設備，在市電掉電后，UPS可給負載繼續(xù)提供一段時間供電，保證負載正常運轉(zhuǎn)使用，此系列UPS采用帶輸出隔離變壓器的高頻雙變換結(jié)構(gòu)和先進的全數(shù)字控制技術(shù)，輸出穩(wěn)定、潔凈、不間斷具備完備的網(wǎng)絡管理功能，一般UPS電源有1000w-20000w規(guī)格。

2）連接逆變器到電源

關(guān)掉逆變器和所有裝置的開關(guān)于“OFF”狀態(tài)

A：電池供電：把電池的負極連接到逆變器的黑色接端子（-），電池的正極連接到逆變器的紅色接線端子（+）。

B：汽車點煙器供電：點煙器的專用連線按照紅線對逆變器紅端子，黑線對逆變器黑端子連接好后，把點煙器的插頭插到汽車點煙器即可。

3）連接逆變器到用電器

確保負載電源是逆變器的標稱電源，并且啟動電流不能超過逆變器的峰值容量。連接完逆變器和用電電器后，打開逆變器和用電器。

參數(shù)示例

產(chǎn)品性能

1）純正弦波輸出，適用于電視機、電冰箱、電磁爐、電風扇。

2）微波爐、空調(diào)等家用設備使用＃微電腦（CPU）控制技術(shù)，性能優(yōu)越。

3）超寬輸入電壓范圍、高精度輸出、全自動穩(wěn)壓。

4）內(nèi)置過載、短路、過壓、欠壓、過溫等保護功能，可靠性高。

5）簡潔明了的LED顯示，可升級到全面的數(shù)字化LCD顯示，方便觀察機器狀態(tài)。

6）供電時間可根據(jù)不同要求任意配置。

7）采用閥控式免維護鉛酸電池，智能型電池管理，過充，過放電保護，延長電池使用壽命。

正弦波逆變器

安裝方法

1）打開包裝箱，檢查附件是否齊備（一條交流輸入線和一本說明書）；

2）選擇通風、清潔的安裝環(huán)境；

3）確認直流電源輸出電壓和（或）蓄電池的電壓與逆變器要求的直流輸入電壓相符合；

4）確認電源的正負極性，高電位為正，低電位為負；

5）將正極接到逆變器的正極接線柱上（標有“+”），負極接到負極接線柱上（標有“-”）。確保連接可靠；

6）從附件袋中取出交輸入線，將其中的一端插入機箱上標有“ACIN”的插座中，將另一端插入市電插座中；

7）將負載輸入線連接在逆變器的輸出插座（標有“ACOUT”）上。

基本結(jié)構(gòu)

正弦波逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的變換裝置，它是通過控制半導體功率開關(guān)器件(如SCR， GTO， GTR， IGBT和功率MOSFET等)的導通和關(guān)斷，把直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能?？刂乒β书_關(guān)管導通和關(guān)斷的電路就是逆變器的控制電路，控制電路輸出一定的電壓脈沖，使功率變換電路中的功率開關(guān)管按照一定規(guī)律導通和關(guān)斷，這時功率主電路的輸出為特定的諧波組合，最后通過濾波電路得到需要的電壓波形。

輸入電路

逆變器的輸入通常是直流電(或市電經(jīng)過整流濾波得到的直流電)，這些直流電包括直流電網(wǎng)、蓄電池、光伏電池以及其他方式得到的直流電。通常這些電能不能直接作為逆變器輸入側(cè)電壓，而是通過一定的濾波電路和EMC電路之后才作為逆變器的輸入。

逆變主電路

逆變器主電路是由功率開關(guān)器件組成的功率變換電路，主電路的結(jié)構(gòu)形式分很多種，不同的輸入輸出條件下，主電路形式也不相同，每種功率變換電路都有它的優(yōu)缺點，在實際設計中應考慮最合適的電路拓撲作為主電路結(jié)構(gòu)。?

控制電路

控制電路按照逆變器輸出的要求，通過一定的控制技術(shù)產(chǎn)生一組或者多組脈沖電壓，通過驅(qū)動電路作用于功率開關(guān)管，使功率開關(guān)管按照指定的次序?qū)ɑ蛘哧P(guān)斷，最終在主電路輸出端得到所需的電壓波形?？刂齐娐返淖饔脤τ谀孀兿到y(tǒng)至關(guān)重要，控制電路的性能直接決定了逆變器輸出電壓波形的質(zhì)量。

輸出電路

輸出電路一般包括輸出濾波電路和EMC電路，如果輸出為直流電，應在后面加入整流電路。對于隔離輸出的逆變器，輸出電路前級還應有隔離變壓器。根據(jù)輸出是否需要穩(wěn)壓電路，可將輸出電路分為開環(huán)和閉環(huán)控制，開環(huán)系統(tǒng)輸出量只由控制電路決定，而閉環(huán)系統(tǒng)中輸出量還受反饋回路影響，使輸出更加穩(wěn)定。

輔助電路

控制電路與輸入輸出電路的某些部分或芯片有特定的輸入電壓要求，輔助電源可滿足電路中特定的電壓需求。通常情況下輔助電源由一個或幾個DC-DC變換器構(gòu)成，對于交流輸入的場合，輔助電源由整流后的電壓與DC-DC變換器組合完成。

保護電路

保護電路通常包括輸入過壓、欠壓保護、輸出過壓、欠壓保護、過載保護、過流和短路保護。對于在特定場合工作的逆變器還有其他保護，如在溫度很低或者很高的場合需要有溫度保護，在某些氣壓變化的情況下還要有氣壓保護，在潮濕的環(huán)境中要有濕度保護等。

分類

逆變器有許多種分類方法，根據(jù)輸出波弦性質(zhì)可分為三類：正弦波逆變器、方波逆變器和梯形波逆變器。正弦波逆變器輸出的是正弦波交流電，方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電。

逆變器通常分為電壓輸入型和電流輸入型。與直流斬波器不同的是，其調(diào)制脈沖的寬度和正弦波相關(guān)，因此輸出的電流或電壓接近正弦波。由于需要大量的電感元件來模擬電流源，所以電流供給式逆變器很少用于電動汽車驅(qū)動。電壓輸入型逆變器電路結(jié)構(gòu)簡單且能進行雙向能量轉(zhuǎn)換，所以電動汽車上幾乎都采用這種逆變器。典型三相全橋電壓輸入型逆變器。

根據(jù)不同的需要，它的輸出波形可以為方波或脈寬調(diào)制波形，脈寬調(diào)制方案又可以分為正弦PWM、電流滯環(huán)PWM、電壓空間SVPWM等。逆變器可以采用PWM技術(shù)給感應電動機和永磁同步電機輸出脈寬凋制波形，合適的方案可以有效抑制諧波，更好地利用直流電壓，減少直流電壓波動。

原理

逆變器的功能是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，它由逆變橋、SPWM波模塊!驅(qū)動模塊和濾波電路組成，其中SPWM逆變電路是產(chǎn)生純正正弦波的關(guān)鍵。SPWM波模塊產(chǎn)生一直是研究的熱點，SPWM就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，也就是占空比可變的脈沖波形，PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎。對半導體開關(guān)器件的導通和關(guān)斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，來等效地獲取所需要的波形，在進行脈寬調(diào)制的時候，如果使脈沖系列的占空比按照正弦規(guī)律來安排，則輸出電壓經(jīng)過濾波可以得到正弦波形，同時使得負載電流中的諧波成分大為減小，稱之為正弦波脈寬調(diào)制。

發(fā)展歷程

正弦波逆變器技術(shù)的發(fā)展始終與功率器件及其控制技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合，從開始發(fā)展至今共經(jīng)歷了五個階段。

第一階段：20世紀50年代到60年代，晶閘管(SCR)的誕生為正弦波逆變器的發(fā)展創(chuàng)造了條件；

第二階段：20世紀70年代，可關(guān)斷晶閘管(GTO)及雙極型晶體管的出現(xiàn)使逆變器技術(shù)得到了發(fā)展和應用；

第三階段：20世紀80年代，功率場效應管、絕緣柵型場效應管和MOS控制晶間管的問世為逆變器的大功率發(fā)展方向奠定了基礎；

第四階段：20世紀90年代，微電子技術(shù)的發(fā)展使新的控制技術(shù)如矢量控制技術(shù)、多電平控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)和重復控制等技術(shù)在逆變領域得到了較好的應用，極大的促進了逆變器技術(shù)的發(fā)展；

第五階段：21世紀初，隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和微電子技術(shù)的不斷進步和改進，逆變器技術(shù)朝著高效率、高頻化、高可靠性、高功率密度和智能化的方向發(fā)展。

發(fā)展趨勢

隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展和各行業(yè)對逆變器控制性能要求的提高，正弦波逆變器也得到了快速發(fā)展，目前逆變器的發(fā)展方向主要為：

高頻化指的是提高功率開關(guān)器件的工作頻率，這樣不但可以減小整個系統(tǒng)的體積，而且對音頻噪聲有很好的抑制作用，同時提高了逆變器輸出電壓的動態(tài)響應能力。高頻工作的功率開關(guān)器件對應于高頻隔離變壓器，高頻隔離變壓器的應用對整個系統(tǒng)的體積又有了進一步的減小。

有效值是逆變器輸出電壓的主要參數(shù)，高性能的逆變器輸出電壓有效值穩(wěn)定，同時有很高的波形質(zhì)量，適應非線性負載的能力強。由于很多時候逆變器所帶的負載會突變，高性能逆變器要求輸出電壓有較高瞬態(tài)響應性能。對于交流輸出電壓的另一個重要參數(shù)是頻率，好的逆變器不但要求輸出電壓有效值穩(wěn)定，而且要求頻率也穩(wěn)定。具有上述特點的逆變器才能稱得上是高性能逆變器。

目前的逆變器技術(shù)可以制作出大功率產(chǎn)品，但是在大功率應用場合一旦這個逆變器系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會導致系統(tǒng)癱瘓。而在由小功率逆變器通過并聯(lián)技術(shù)組成的系統(tǒng)中，每個單元的正常工作與否都不影響其它單元的工作，這樣對于整個系統(tǒng)的可靠性就有了極大的提升。

小型化是對應于高頻化的結(jié)果，因為使逆變器小型化主要方法就是提高開關(guān)管工作頻率，使用高頻變壓器。另一種方法是改進控制法，優(yōu)化SPWM波的頻譜從而減小濾波器體積。

很多逆變系統(tǒng)使用一定的拓撲電路把直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流脈沖，再進行整流得到所需的直流電壓。輸出電流出現(xiàn)的尖峰會降低輸入功率因數(shù)，提高輸入側(cè)功率因數(shù)可以有效解決逆變器對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染。

逆變器的數(shù)字化不是簡單在逆變器中應用數(shù)字器件，如FPGA和單片機，而是整個系統(tǒng)依靠數(shù)字器件的計算能力和離散控制法完成。隨著硬件的發(fā)展，處理器速度越來越高，促使逆變器向著智能化與數(shù)字化的方向發(fā)展。

應用領域

新能源從廣義上來說指太陽能,它包括風能、水的勢能、化學能等。新的能源如太陽能、風能將成為主要能源。這些新能源通常用半導體材料制成的光伏電池收集，運用一定的科學技術(shù)手段轉(zhuǎn)化成人們需要的各種各樣的電能，逆變技術(shù)就是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

對諧波污染的有效管理不僅能夠提高用電設備運行質(zhì)量和能源節(jié)約,而且關(guān)系到國民用電安全的問題。通過對市電整流后利用現(xiàn)代逆變技術(shù)再轉(zhuǎn)換為市電標準,可以凈化市電的諧波污染,保護用電設備和用戶安全。逆變器是小型風力發(fā)電系統(tǒng)中重要的組成部分,它承擔將直流電轉(zhuǎn)換成交流電為負載供電的任務。

逆變器還廣泛應用于其他多個領域,如交流電動機變速調(diào)速、電動機制動再生能源回饋、不間斷電源系統(tǒng)、感應加熱、弧焊電源、變頻電源等。

正弦波逆變器

優(yōu)點

采用逆變技術(shù)有很多優(yōu)越性：

1.靈活地調(diào)節(jié)輸出電壓或電流的幅度和頻率；

2.將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換成交流電或其他形式的直流電；

3.明顯地減小用電設備的體積和重量，節(jié)省材料；

4.高效節(jié)能；

5.動態(tài)響應快、控制性能好、電氣性能指標好；

6.保護快。