敢说你真的了解逆变器?扪心一问:光伏逆变器有多少分类?
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逆变器的使用,为我们的工业设备创造了一定的技术基础。上篇文章中,小编对正弦波逆变器有所阐述。为增进大家对逆变器的认识,本文将对光伏逆变器的分类加以介绍。如果你对逆变器具有兴趣,不妨和小编继续往下阅读哦。
光伏逆变器有多种不同的分类方式,根据用途的不同可分为独立型电源用逆变器和独立型并网用逆变器(根据变压器的有无,独立型并网用逆变器还可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器)。根据波形调制方式的不同可分为方波型逆变器、阶梯型逆变器、正弦波型逆变器和组合型三相逆变器。
1.方波逆变器
此逆变器输出的电压波形为方波,逆变器线路简单,价格便宜,实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分,在负载中会产生附加的损耗,并对通信等设备产生较大的干扰,需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期,设计功率不超过几百瓦的小容量逆变器。
2.阶梯波逆变器
阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形,阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波,比方波有明显的改善,高次谐波含量减少。当阶梯波的阶梯达到16个以上f付,输出的波形为准正弦波,整机效率较高。但此逆变器往往需要多组直流电源供电,需要的功率开关管也较多,给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。
3.正弦波PWM逆变器
正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波,在负载中只有很少的谐波损耗,对通信设备干扰小,整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。随着电力电子技术的进步,脉宽调制技术的普及,大容量PWM型正弦波逆变器逐渐成为逆变器的主流产品。以典型的单相全桥式逆变器为例,四个对角的开关功率管以每个对角线的二个开关管为一组,依次导通和关断,在负载二端就产生交替的正负电压,形成交流输出。当此交替导通的频率与负载所需的交流频率相同时,其输出的电压就为方波电压。当开关管以比逆变交流输出电压高许多的频率开关,且每次开关的脉宽按照正弦波的幅值调制时,就变成了正弦波脉宽调制输出的逆变器,加滤波器后其输出的电压波形就是正弦波输出逆变器。
PWM型逆变器广泛使用功率场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管
(IGBT)、可关断型晶闸管(GTO)等作为开关管,而控制部分使用专用型PWM开关集成电路以及带有PWM输出的DSP和单片机芯片。构成一台实用型逆变器需要主功率电路、控制电路和辅助电路(如保护、测量和监控等)。其逆变过程为:光伏阵列或蓄电池输出的直流电进人逆变器直流母线,经开关电路(如桥式电路)将直流电变成正反方向输出的、脉宽为正弦调制的交流脉冲波,此脉宽调制的交流电压经滤波电路变成正弦交流电压输出,如需要升压则外接升压变压器,再经输电线路将交流电力送往负载。PWM调制输出信号频率称作逆变器的调制频率或开关频率,它一般是逆变器输出交流基波频率的十几倍、几十倍到上百倍。典型的逆变器交流输出频率为50Hz,逆变器开关频率可以儿百到儿十千赫。PWM调制的开关频率愈高,则逆变器输出波形谐波愈小,但开关过程带来的功率损耗则愈大,要权衡选取开关管PWM调制的开关频率。
逆变器输出所接的滤波器通常为低通滤波器,由电感器和电容器构成T型低通滤波形式。滤波器的设计要考虑滤波能力也要考虑可能带来的电磁谐振。逆变器按输出类型,又分为电压型逆变器和电流型逆变器。
4.变颇器
变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和控制器构成,由于光伏发电系统所发电力为直流的特殊性,光伏变频器不需要三相整流器,而直接将变频器的直流母线接到光伏发电系统的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大,直流母线一般要加蓄电池来稳定变频器的运行;在变频器控制端子要加弱电控制信号,不停地调节变频器的设定频率,改变变频器输出功率,以达到与光伏阵列最大功率点跟踪的目的。变频器作为可调节性负载要与光伏阵列的MPPT联合控制,在光伏发电系统中,电动机类动力性负荷尽量配合使用变频器,以减少电动机启动电流的冲击,并可以灵活调节电动机负荷。
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