将整流電(diàn)路取反，一端接通(tōng)直流(DC)，另一端便能引出交流(AC)。這就是逆變器(qì)，把直流電(diàn)轉換成交流電(diàn)的一種裝置。

大(dà)多(duō)數(shù)商業、工業和(hé)住宅負載都需要交流電(diàn)源，但(dàn)交流電(diàn)源不能存儲在電(diàn)池中，而電(diàn)池的存儲對于備用電(diàn)源很(hěn)重要。如今，這個(gè)缺陷可(kě)以通(tōng)過直流電(diàn)源來(lái)克服。

直流電(diàn)源的極性不像交流電(diàn)源那(nà)樣随時(shí)間(jiān)變化，因此直流電(diàn)源可(kě)以儲存在電(diàn)池和(hé)超級電(diàn)容器(qì)中。所以我們可(kě)以先把交流電(diàn)轉換成直流電(diàn)後，然後便能存儲于電(diàn)池中，這樣，每當需要交流電(diàn)來(lái)運行(xíng)交流電(diàn)器(qì)時(shí)，直流電(diàn)會(huì)轉換回交流電(diàn)來(lái)運行(xíng)交流電(diàn)器(qì)。

根據應用的輸入源、連接方式、輸出電(diàn)壓波形等，逆變器(qì)分為(wèi)以下17種主要類别。

一、按輸入源分類

逆變器(qì)的輸入可(kě)以是電(diàn)壓源或電(diàn)流源，故分為(wèi)電(diàn)壓源逆變器(qì)（VSI）和(hé)電(diàn)流源逆變器(qì)（CSI）。

電(diàn)壓源逆變器(qì)(VSI)

當逆變器(qì)的輸入為(wèi)恒定直流電(diàn)壓源時(shí)，該逆變器(qì)被稱為(wèi)電(diàn)壓源逆變器(qì)。

電(diàn)壓源逆變器(qì)的輸入有(yǒu)一個(gè)剛性直流電(diàn)壓源，其阻抗為(wèi)零。實際上(shàng)，直流電(diàn)壓源的阻抗可(kě)以忽略不計(jì)。假設VSI由理(lǐ)想電(diàn)壓源（極低(dī)阻抗源）供電(diàn)，則交流輸出電(diàn)壓完全由逆變器(qì)中開(kāi)關器(qì)件的狀态和(hé)應用的直流電(diàn)源決定。

電(diàn)流源逆變器(qì)(CSI)

當逆變器(qì)的輸入為(wèi)恒定直流電(diàn)流源時(shí)，該逆變器(qì)被稱為(wèi)電(diàn)流源逆變器(qì)。

剛性電(diàn)流從直流電(diàn)源提供給CSI，其中直流電(diàn)源具有(yǒu)高(gāo)阻抗。通(tōng)常，使用大(dà)電(diàn)感器(qì)或閉環控制(zhì)電(diàn)流來(lái)提供剛性電(diàn)流。由此産生(shēng)的電(diàn)流波是剛性的，不受負載的影(yǐng)響。交流輸出電(diàn)流完全由逆變器(qì)中的開(kāi)關器(qì)件和(hé)直流施加電(diàn)源的狀态決定。

二、按輸出相位分類

根據輸出電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流相位，逆變器(qì)主要分為(wèi)兩大(dà)類：單相逆變器(qì)和(hé)三相逆變器(qì)。

單相逆變器(qì)

單相逆變器(qì)将直流輸入轉換為(wèi)單相輸出。單相逆變器(qì)的輸出電(diàn)壓/電(diàn)流隻有(yǒu)一相，其标稱頻率為(wèi)50Hz或60Hz的标稱電(diàn)壓。

标稱電(diàn)壓定義為(wèi)電(diàn)氣系統運行(xíng)的電(diàn)壓水(shuǐ)平。有(yǒu)不同的标稱電(diàn)壓，即120V、220V、440V、690V、3.3KV、6.6KV、11kV、33kV、66kV、132kV、220kV、400kV和(hé)765kV。低(dī)标稱電(diàn)壓可(kě)以通(tōng)過使用內(nèi)部變壓器(qì)或升降壓電(diàn)路的逆變器(qì)直接實現，而對于高(gāo)标稱電(diàn)壓，則使用外部升壓變壓器(qì)。

單相逆變器(qì)用于低(dī)負載。單相損耗較多(duō)，單相效率比三相逆變器(qì)低(dī)。因此，三相逆變器(qì)是高(gāo)負載的******。

三相逆變器(qì)

三相逆變器(qì)将直流電(diàn)轉換為(wèi)三相電(diàn)源。三相電(diàn)源提供三路相角均勻分離的交流電(diàn)。在輸出端産生(shēng)的所有(yǒu)三個(gè)波的幅度和(hé)頻率都相同，但(dàn)由于負載而略有(yǒu)變化，而每個(gè)波彼此之間(jiān)有(yǒu)120度的相移。

基本上(shàng)，單個(gè)三相逆變器(qì)是3個(gè)單相逆變器(qì)，其中每個(gè)逆變器(qì)的相位相距120度，每個(gè)單相逆變器(qì)連接到三個(gè)負載端子之一。

三、按換向技(jì)術(shù)分類

根據換向技(jì)術(shù)，可(kě)分為(wèi)線換向和(hé)強制(zhì)換向逆變器(qì)這兩主要類型。此外，還(hái)可(kě)有(yǒu)輔助換向逆變器(qì)和(hé)互補換向逆變器(qì)，但(dàn)因他們不常用，因此我們這裏簡要討(tǎo)論兩種主要類型。

線路換向逆變器(qì)

在這些(xiē)類型的逆變器(qì)中，交流電(diàn)路的線電(diàn)壓可(kě)通(tōng)過設備獲得(de)；當SCR中的電(diàn)流經曆零特性時(shí)，器(qì)件被關閉。這種換向過程稱為(wèi)線路換向，而基于此原理(lǐ)工作(zuò)的逆變器(qì)稱為(wèi)線路換向逆變器(qì)。

強制(zhì)換向逆變器(qì)

在這種類型的換向中，電(diàn)源不會(huì)出現零點。這就是為(wèi)什麽需要一些(xiē)外部源來(lái)對設備進行(xíng)整流的原因。這種換向過程稱為(wèi)強制(zhì)換向，而基于此過程的逆變器(qì)稱為(wèi)強制(zhì)換向逆變器(qì)。

四、按連接方式分類

根據電(diàn)路中晶閘管的連接方式，可(kě)分為(wèi)串聯逆變器(qì)、并聯逆變器(qì)、橋式逆變器(qì)，其中橋式逆變器(qì)又分為(wèi)半橋、全橋和(hé)三相橋式。

串聯逆變器(qì)

串聯逆變器(qì)由一對晶閘管和(hé)RLC（電(diàn)阻、電(diàn)感和(hé)電(diàn)容）電(diàn)路組成。一個(gè)晶閘管與RLC電(diàn)路并聯，一個(gè)晶閘管串聯在直流電(diàn)源和(hé)RLC電(diàn)路之間(jiān)。這種逆變器(qì)被稱為(wèi)串聯逆變器(qì)，因為(wèi)負載在晶閘管的幫助下直接與直流電(diàn)源串聯。

串聯逆變器(qì)也稱為(wèi)自換相逆變器(qì)，因為(wèi)這種逆變器(qì)的晶閘管是由負載自行(xíng)換向的。該逆變器(qì)的另一個(gè)名稱是“負載換向逆變器(qì)”。之所以給出這個(gè)名稱，是因為(wèi)LCR是提供換向的負載。

并聯逆變器(qì)

并聯逆變器(qì)由兩個(gè)晶閘管、一個(gè)電(diàn)容器(qì)、中心抽頭變壓器(qì)和(hé)一個(gè)電(diàn)感器(qì)組成。晶閘管用于為(wèi)電(diàn)流流動提供路徑，而電(diàn)感器(qì)用于使電(diàn)流源恒定。這些(xiē)晶閘管的導通(tōng)和(hé)關斷由連接在它們之間(jiān)的換向電(diàn)容器(qì)控制(zhì)。

它之所以被稱為(wèi)并聯逆變器(qì)，是因為(wèi)在工作(zuò)狀态下，電(diàn)容器(qì)通(tōng)過變壓器(qì)與負載并聯。

半橋逆變器(qì)

半橋逆變器(qì)需要兩個(gè)電(diàn)子開(kāi)關才能工作(zuò)。開(kāi)關可(kě)以是MOSFET、IJBT、BJT或晶閘管。帶有(yǒu)晶閘管和(hé)BJT開(kāi)關的半橋需要兩個(gè)額外的二極管，純電(diàn)阻負載除外，而MOSFET具有(yǒu)內(nèi)置體(tǐ)二極管。簡而言之，兩個(gè)開(kāi)關足以滿足純電(diàn)阻負載，而其他負載（電(diàn)感和(hé)電(diàn)容）需要兩個(gè)額外的二極管。這些(xiē)二極管被稱為(wèi)反饋二極管或續流二極管。

半橋逆變器(qì)的工作(zuò)原理(lǐ)對于所有(yǒu)開(kāi)關都是相同的，但(dàn)這裏討(tǎo)論的是帶有(yǒu)晶閘管開(kāi)關的半橋。有(yǒu)兩個(gè)互補的晶閘管，這意味着一次導通(tōng)一個(gè)晶閘管。對于阻性負載，電(diàn)路工作(zuò)在兩種模式。開(kāi)關頻率将決定輸出頻率。輸出頻率為(wèi)50HZ時(shí)，每個(gè)晶閘管一次導通(tōng)20ms。

全橋逆變器(qì)

單相全橋逆變器(qì)具有(yǒu)四個(gè)受控開(kāi)關，用于控制(zhì)負載中電(diàn)流的流動方向。該電(diàn)橋有(yǒu)4個(gè)反饋二極管，可(kě)将負載中存儲的能量反饋回電(diàn)源。這些(xiē)反饋二極管僅在所有(yǒu)晶閘管關閉且負載不是純電(diàn)阻負載時(shí)才起作(zuò)用。

對于任何負載，一次隻有(yǒu)2個(gè)晶閘管工作(zuò)。晶閘管T1和(hé)T2将在一個(gè)周期導通(tōng)，而T3和(hé)T4将在另一個(gè)周期導通(tōng)。換句話(huà)說，當T1和(hé)T2處于ON狀态時(shí)，T3和(hé)T4處于OFF狀态，而當T3和(hé)T4處于ON狀态時(shí)，則其他兩個(gè)處于OFF狀态。一次打開(kāi)兩個(gè)以上(shàng)的晶閘管會(huì)引起短(duǎn)路，産生(shēng)過多(duō)的熱量并立即燒毀電(diàn)路。

三相橋式逆變器(qì)

工業和(hé)其他重負載需要三相電(diàn)源。為(wèi)了從存儲設備或其他直流電(diàn)源運行(xíng)這些(xiē)重負載，需要三相逆變器(qì)。為(wèi)此可(kě)以使用三相橋式逆變器(qì)。

三相橋式逆變器(qì)是另一種橋式逆變器(qì)，由6個(gè)受控開(kāi)關和(hé)6個(gè)二極管組成。

五、按操作(zuò)模式分類

根據操作(zuò)模式，逆變器(qì)分為(wèi)3個(gè)主要類别：

獨立逆變器(qì)

獨立逆變器(qì)直接連接到負載，不會(huì)被其他電(diàn)源中斷。獨立逆變器(qì)或“離網模式逆變器(qì)”，逆變器(qì)在不受電(diàn)網或其他電(diàn)源影(yǐng)響的情況下自行(xíng)為(wèi)負載供電(diàn)。

這些(xiē)逆變器(qì)被稱為(wèi)離網模式逆變器(qì)，因為(wèi)這些(xiē)逆變器(qì)不受公用電(diàn)網的影(yǐng)響。這些(xiē)逆變器(qì)無法連接到公用電(diàn)網，因為(wèi)它們不具有(yǒu)同步能力，其中同步是匹配兩個(gè)交流電(diàn)源的相位和(hé)标稱頻率(50/60hz)的過程。

并網逆變器(qì)

并網或并網逆變器(qì)(GTI)有(yǒu)兩個(gè)主要功能。并網逆變器(qì)的一個(gè)功能是從存儲設備（直流電(diàn)源）向交流負載提供交流電(diàn)，而并網逆變器(qì)的另一個(gè)功能是向電(diàn)網提供額外的電(diàn)力。

并網逆變器(qì)也稱為(wèi)公用事業互動逆變器(qì)、電(diàn)網互聯逆變器(qì)或電(diàn)網反饋逆變器(qì)，它們同步電(diàn)流的頻率和(hé)相位以适應公用電(diàn)網。通(tōng)過增加逆變器(qì)電(diàn)壓的電(diàn)壓電(diàn)平，将功率從直流電(diàn)源傳輸到公用電(diàn)網。

雙峰逆變器(qì)

雙峰逆變器(qì)既可(kě)作(zuò)為(wèi)并網逆變器(qì)工作(zuò)，也可(kě)作(zuò)為(wèi)獨立逆變器(qì)工作(zuò)。這些(xiē)逆變器(qì)可(kě)以将來(lái)自可(kě)再生(shēng)能源和(hé)存儲設備的額外能量注入電(diàn)網，并在可(kě)再生(shēng)能源産生(shēng)的能量不足時(shí)從電(diàn)網收回電(diàn)力。換句話(huà)說，這些(xiē)逆變器(qì)可(kě)以根據負載的要求作(zuò)為(wèi)獨立逆變器(qì)和(hé)并網逆變器(qì)運行(xíng)。雙峰逆變器(qì)是多(duō)功能的，包括獨立逆變器(qì)和(hé)并網逆變器(qì)的功能。

雙峰逆變器(qì)的功能會(huì)随着負載而變化。如果電(diàn)網出現問題或當可(kě)再生(shēng)能源的功率足以滿足負載時(shí)，其功能将更改為(wèi)獨立逆變器(qì)（它成為(wèi)獨立逆變器(qì)）。在這種情況下，轉換開(kāi)關會(huì)斷開(kāi)逆變器(qì)與電(diàn)網的連接。

一旦可(kě)再生(shēng)能源開(kāi)始産生(shēng)額外的能量，運行(xíng)模式就會(huì)從獨立模式轉變為(wèi)并網模式。逆變器(qì)與逆變器(qì)同步其相位和(hé)頻率，并開(kāi)始将額外的能量注入電(diàn)網。

六、按輸出波形分類

理(lǐ)想的逆變器(qì)是指将直流信号轉換為(wèi)純正弦交流輸出的逆變器(qì)。實際逆變器(qì)的問題在于它們的輸出信号不是純正弦的。根據輸出波形，逆變器(qì)分為(wèi)三大(dà)類：

方波逆變器(qì)

這些(xiē)是将直流電(diàn)轉換為(wèi)交流電(diàn)的最簡單的逆變器(qì)，但(dàn)輸出波形不是所需的純正弦波。這些(xiē)逆變器(qì)在輸出端具有(yǒu)方波。換句話(huà)說，這些(xiē)逆變器(qì)将直流輸入以方波的形式轉換為(wèi)交流。同時(shí)，方波逆變器(qì)也更便宜。

這些(xiē)逆變器(qì)的最簡單結構可(kě)以是H橋逆變器(qì)。如圖所示，在變壓器(qì)之前使用SPDT（單推雙擲）開(kāi)關可(kě)以實現更簡單的版本。該變壓器(qì)還(hái)将有(yǒu)助于實現任何理(lǐ)想的輸出電(diàn)壓水(shuǐ)平。

給定模型的工作(zuò)操作(zuò)極其簡單。隻需打開(kāi)和(hé)關閉開(kāi)關就會(huì)同時(shí)改變輸出端的電(diàn)流。換言之，以所需頻率切換單刀雙擲将在典型逆變器(qì)（即中心抽頭變壓器(qì)）的輸出端産生(shēng)交流方波。一個(gè)典型的正弦波的諧波失真為(wèi)約45％，這可(kě)以通(tōng)過使用可(kě)進一步降低(dī)過濾器(qì)将過濾掉一些(xiē)諧波。

準正弦波逆變器(qì)

準正弦波逆變器(qì)或簡稱為(wèi)具有(yǒu)階梯正弦波的修正正弦波逆變器(qì)。換言之，這些(xiē)反相器(qì)的輸出信号以正極性逐步增加。觸及正峰值後，輸出信号開(kāi)始逐步下降，直至負峰值。

準正弦波逆變器(qì)的結構比純正弦波逆變器(qì)簡單得(de)多(duō)，但(dàn)比純方波逆變器(qì)要複雜一些(xiē)。

雖然這些(xiē)逆變器(qì)的最終輸出波形不是純正弦波，但(dàn)輸出的諧波失真仍降低(dī)到24%。濾波會(huì)進一步減少(shǎo)失真，但(dàn)失真量仍然很(hěn)大(dà)。由于這個(gè)原因，這些(xiē)逆變器(qì)不是驅動包括電(diàn)子電(diàn)路在內(nèi)的多(duō)種負載的******。

準正弦波可(kě)能會(huì)永久損壞電(diàn)路中有(yǒu)定時(shí)器(qì)的電(diàn)子設備。如果與準正弦波逆變器(qì)連接，所有(yǒu)帶有(yǒu)電(diàn)機的電(diàn)器(qì)将無法像連接純正弦波逆變器(qì)那(nà)樣高(gāo)效工作(zuò)。此外，波形的快速轉變可(kě)能會(huì)引起噪聲。由于這些(xiē)問題，準正弦波逆變器(qì)的應用受到限制(zhì)。

純正弦波逆變器(qì)

純正弦逆變器(qì)将直流轉換為(wèi)幾乎純正弦交流。純正弦波逆變器(qì)的輸出波形仍然不是理(lǐ)想的正弦波，但(dàn)比方波和(hé)準正弦波逆變器(qì)平滑得(de)多(duō)。

純正弦波逆變器(qì)的輸出波形具有(yǒu)極低(dī)的諧波。諧波是具有(yǒu)不同幅度的基頻奇數(shù)倍的正弦波。諧波是非常不受歡迎的，因為(wèi)它會(huì)導緻各種電(diàn)器(qì)出現嚴重問題。通(tōng)過使用各種PWM技(jì)術(shù)，然後将輸出信号通(tōng)過低(dī)通(tōng)濾波器(qì)，可(kě)以進一步減少(shǎo)這些(xiē)諧波。

純正弦波逆變器(qì)的構造和(hé)工作(zuò)比方波和(hé)修正方波逆變器(qì)複雜得(de)多(duō)。

這些(xiē)逆變器(qì)優于前兩種逆變器(qì)，因為(wèi)大(dà)多(duō)數(shù)電(diàn)氣設備需要純正弦波才能更好地運行(xíng)。如前所述，方波或準正弦波逆變器(qì)會(huì)損壞電(diàn)器(qì)，尤其是那(nà)些(xiē)裝有(yǒu)電(diàn)機的電(diàn)器(qì)。因此，對于實際用途，使用純正弦逆變器(qì)。

七、按輸出電(diàn)平數(shù)量分類

任何逆變器(qì)的輸出電(diàn)平數(shù)可(kě)以至少(shǎo)為(wèi)兩個(gè)或兩個(gè)以上(shàng)。根據輸出電(diàn)平的數(shù)量，逆變器(qì)分為(wèi)兩電(diàn)平逆變器(qì)和(hé)多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)兩類。

兩電(diàn)平逆變器(qì)

兩電(diàn)平逆變器(qì)有(yǒu)兩個(gè)輸出電(diàn)平。輸出電(diàn)壓在正負之間(jiān)交替，并以基本頻率（50Hz或60Hz）交替。

一些(xiē)所謂的“雙電(diàn)平逆變器(qì)”在其輸出波形中具有(yǒu)三個(gè)電(diàn)平。将三電(diàn)平逆變器(qì)歸入這一類的原因是因為(wèi)其中1個(gè)電(diàn)平是零電(diàn)壓。實際上(shàng)零是第三級，但(dàn)它仍被歸類為(wèi)兩級逆變器(qì)。

二電(diàn)平逆變電(diàn)路由源極和(hé)一些(xiē)控制(zhì)電(diàn)流或電(diàn)壓的開(kāi)關組成。由于開(kāi)關損耗和(hé)器(qì)件額定值的限制(zhì)，兩電(diàn)平逆變器(qì)在高(gāo)壓應用中的高(gāo)頻操作(zuò)方面受到限制(zhì)。然而，開(kāi)關的額定值可(kě)以通(tōng)過串聯和(hé)并聯組合來(lái)增加。兩電(diàn)平逆變器(qì)中提供正半周的一組開(kāi)關稱為(wèi)正組開(kāi)關，而提供負半周的另一組開(kāi)關稱為(wèi)負組。

由于以下原因，不優選兩電(diàn)平逆變器(qì)。逆變器(qì)需要使用最少(shǎo)數(shù)量的開(kāi)關和(hé)最少(shǎo)的電(diàn)源進行(xíng)操作(zuò)，以在小(xiǎo)電(diàn)壓階躍中轉換功率。較小(xiǎo)的電(diàn)壓階躍将提供高(gāo)質量的波形。此外，它還(hái)可(kě)以降低(dī)負載上(shàng)的電(diàn)壓(dv/dt)應力和(hé)電(diàn)磁兼容性問題。因此，多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)是更實用的******。

多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)(MLI)

多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)将直流信号轉換為(wèi)多(duō)電(diàn)平階梯波形。多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)的輸出波形不是直接正負交替，而是多(duō)級交替。由于波形的平滑度與電(diàn)壓電(diàn)平的數(shù)量成正比。因此，多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)會(huì)産生(shēng)更平滑的波形。如前所述，這種特性使其可(kě)用于實際應用。

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