dcac逆变器论文正文

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1、1绪论1.1DC/AC逆变器的基本概念随着石油、煤和天然气等主要能源的大量使用，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。利用新源的关键技术—逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其它新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电。因此，逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。现代逆变技术是建立在半导体器件、变流技术、电子技术、现代控制技术、现代电力电子技术等学科基础之上的，研究现代逆变电路的理论和应用的一门科学技术。逆变(DC/AC)就是把直流电变成交流电的过程，完成此功能的电路则称为逆变电路，实现此过程的装置叫做

2、逆变设备或逆变器，它与整流是相对应的概念。它应用功率半导体器件，将直流电能转换成恒压恒频交流电能的一种静止变流装置，可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能，供交流负载用电或与交流电网并网发电。一般由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。DC/AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件(例如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模块等)的开通和关断作用，来把直流电能变换成交流电能的，因此是一种电能变换装置。由于是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换

3、效率比较高。但转换输出的波形却很差，是含有相当多谐波成分的方波。而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波，因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换，使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC/AC逆变器技术发展中的一个主要问题。DC/AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源(UPS)、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。采用逆变技术是为了获得不同形式的电能，具有很多的优点：(1)灵活调节输出电压或电流的幅度和频率，如交流电动机的变频调速；(2)将直流电转换成交流电或其他形式的直流电，如DC/DC

4、变换器；(3)减小用电设备的体积和重量，节省材料；(4)高效节能：(5)动态响应快，控制性能好，电气性能指标好；(6)保护快；1.2逆变器的分类和用途1.2.1逆变器的基本分类常用逆变器主电路的基本形式有两种分类方法：按照相数分类，可以分为单相和三相；按照直流侧波形和交流侧波形分类，可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。具体如图1-1：三相逆变器电压型逆变器电流型逆变器单相三相单相推挽式半桥式全桥式半桥式全桥式图1-1逆变器分类Fig.1-1InverterCategoriesDC/AC逆变器按拓扑结构划分，分为Buck型DC/AC

5、逆变器，Boost型DC/AC逆变器，Buck-Boost型DC/AC逆变器。按其转换频率的快慢又可以分为低频环节逆变技术和高频环节逆变技术。传统的DC/AC逆变器采用低频环节逆变技术，主要有方波逆变器、阶梯波合成逆变器、正弦脉宽调制SPWM逆变器。高频环节逆变技术为了克服低频环节逆变技术的缺点，Mr.Espclagc于1977年提出了可变高频环节逆变技术新概念。该系统由一个并联逆变器和十二个晶闸管组成的周波变换器构成，具有简单的自适应换流、高频电气隔离、独立的有功能量和无功能量控制、固有的四象限工作能力等优点。目前高频DC/AC

6、逆变技术主要有：单向电压源高频环节逆变技术、双向电压源高频环节逆变技术、电流源高频环节逆变技术、直流变换器型高频环节逆变技术。1.2.2逆变器的用途随着电力电子技术的高速发展，大量大功率开关器件相继出现，电力电子技术可以满足各行各业对逆变技术的需求，逆变技术的应用领域越来越广泛：(1)以直流发电机、蓄电池为主的直流电源的逆变场合；(2)不间断交流电源的供电场合；(3)新能源的开发和利用，太阳能、风能等可再生能源的并网逆变场合；(4)开关稳压电源和专用电源，开关稳压电源有良好的稳压性能、体积小、重量轻；(5)交流电动机的运动控制场合

7、。变频调速技术在许多场合有广泛应用，如机床、风机、机车牵引、电梯、空调等；逆变技术应用领域广泛，除了上面介绍的几点外，还可用于航天、化工、工业控制、机器人、军工等众多领域。1.3DC/AC逆变器的发展背景和发展方向1.3.1DC/AC逆变器的发展背景现代电力电子技术的发展方向，是从以低频处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代的电力电子学方向转变。电力电子技术起始于二十世纪五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。DC-AC逆变理论和技术也在不断进步中。一般认为，DC

8、-AC逆变器的发展可以分为如下两个阶段：1956-1980年为传统发展阶段。这个阶段的特点是：开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形改善以多重叠加为主，体积重量较大，逆变效率低。正弦波逆变器开始出现。1960年以后，人们注意到改善逆变器