逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力变换器,在各种领域都有着广泛的应用。其广泛应用的原因在于,交流电的传输效益更高,而直流电存储成本更低、更加稳定。逆变器可以实现这两种电能之间的相互转换。
逆变器可分为两类:可控硅逆变器和晶闸管逆变器。可控硅逆变器是通过对可控硅进行控制,在直流电的正半周期和负半周期中交替通断而实现直流电到交流电的转化。晶闸管逆变器是将直流电通过PWM调制得到一个高频的正弦波,再将其经过输出变压器等变换电路,最后得到需要的交流电。
逆变器的工作原理是将输入的直流电源转换成高频的交流电源,再通过变换输出的电流、电压等参数得到所需的交流电。逆变器包括:PWM模块、功率模块、滤波模块和控制模块。
其中,PWM模块是将直流电转化成高频交流电的关键模块。逆变器通过PWM模块,对直流电进行调制(不断开关),使其变成一个占空比可调的高频交流电,而这个频率和占空比可以被控制。PWM模块是逆变器控制的核心,其控制策略和算法的好坏决定了逆变器输出的质量和效率。
控制模块是逆变器的重要组成部分,主要实现对输出波形、频率、相位等参数的精确控制。控制模块可通过采集传感器信号,实时监测逆变器的电流、电压、功率、温度等参数,并对逆变器运行状态进行控制。
逆变器的控制模块可以使用数字信号处理器(DSP)和微控制器(MCU)等芯片,还可以采用FPGA等可编程逻辑器件。在控制算法方面,PID控制器和PWM控制器是控制逆变器和提高逆变器质量和效率的重要手段。
逆变器的应用非常广泛,可用于各种领域,包括太阳能光伏发电、风力发电系统、电动汽车、照明、UPS备用电源等。在太阳能光伏发电领域,逆变器的作用是将光伏板发出的直流电流转换为交流电,最终输出到电网上。在UPS备用电源领域,逆变器可将直流电转换为变幅、变频的交流电,供电网络同步。