正弦波逆变器是逆变器的一种,它是把直流电能(动力电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的电力电子装置。

1.什么是正弦波逆变器

什么是正弦波逆变器

(图片来源于网络)

 

3.正弦波逆变器结构

正弦波逆变器结构

(图片来源于网络)

 

3.正弦波逆变器工作原理

逆变器的功能是把直流电转变成交流电,它由逆变桥、SPWM波模块!驱动模块和滤波电路组成,其中SPWM逆变电路是产生纯正正弦波的关键。SPWM波模块产生一直是研究的热点,SPWM就是脉冲宽度调制技术,也就是占空比可变的脉冲波形,PWM控制技术就是以该结论为理论基础。

 

正弦波逆变器工作原理是对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲!来等效地获取所需要的波形, 在进行脉宽调制的时候!如果使脉冲系列的占空比按照正弦规律来安排,则输出电压经过滤波可以得到正弦波形!同时使得负载电流中的谐波成分大为减小,称之为正弦波脉宽调制。

 

随着电力电子技术的高速发展和各行业对逆变器控制性能要求的提高,正弦波逆变器也得到了快速发展,目前逆变器的发展方向主要为:

1、高频化

高频化指的是提高功率开关器件的工作频率,这样不但可以减小整个系统的体积,而且对音频噪声有很好的抑制作用,同时提高了逆变器输出电压的动态响应能力。高频工作的功率开关器件对应于高频隔离变压器,高频隔离变压器的应用对整个系统的体积又有了进一步的减小。 


2、高性能化

有效值是逆变器输出电压的主要参数,高性能的逆变器输出电压有效值稳定,同时有很高的波形质量,适应非线性负载的能力强。由于很多时候逆变器所带的负载会突变,高性能逆变器要求输出电压有较高瞬态响应性能。对于交流输出电压的另一个重要参数是频率,好的逆变器不但要求输出电压有效值稳定,而且要求频率也稳定。具有上述特点的逆变器才能称得上是高性能逆变器。


3、并联技术

目前的逆变器技术可以制作出大功率产品,但是在大功率应用场合一旦这个逆变器系统出现故障,将会导致系统瘫痪。而在由小功率逆变器通过并联技术组成的系统中,每个单元的正常工作与否都不影响其它单元的工作,这样对于整个系统的可靠性就有了极大的提升。


4、小型化

小型化是对应于高频化的结果,因为使逆变器小型化主要方法就是提高开关管工作频率,使用高频变压器。另一种方法是改进控制法,优化SPWM波的频谱从而减小滤波器体积。


5、高输入功率因数化

很多逆变系统使用一定的拓扑电路把直流电转换成高频交流脉冲,再进行整流得到所需的直流电压。输出电流出现的尖峰会降低输入功率因数,提高输入侧功率因数可以有效解决逆变器对电网产生谐波污染。


6、智能化与数字化

逆变器的数字化不是简单在逆变器中应用数字器件,如FPGA和单片机,而是整个系统依靠数字器件的计算能力和离散控制法完成。随着硬件的发展,处理器速度越来越高,促使逆变器向着智能化与数字化的方向发展。