逆變器

逆變器（英語：power converter）是使電源系統(tǒng)的電壓、頻率、相數(shù)和其他電量或特性發(fā)生變化的電氣設(shè)備；早期均采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)技術(shù)，在電力半導(dǎo)體技術(shù)成熟后便被取代，而由閘流體電路控制技術(shù)制成的稱靜止逆變器。該名稱是依據(jù)電機(jī)機(jī)械分類為旋轉(zhuǎn)電機(jī)和靜止電機(jī)而來。

整流器（rectifier）、逆變器（inverter）及斬波器（chopper）皆為逆變器的其中一種。

原理與分類

電路形式

根據(jù)逆變器的電路形式與輸出的交流信號(hào)，可分為半橋逆變器、全橋逆變器和三相橋式逆變器。

半橋轉(zhuǎn)換器

半橋逆變器由兩個(gè)開關(guān)串聯(lián)組成，輸出端位于兩個(gè)開關(guān)的中點(diǎn)，由上下兩個(gè)開關(guān)的開通、關(guān)斷來決定輸出的電壓。半橋逆變器配合兩個(gè)分壓電容，可以輸出雙端之間的高頻交流電。開關(guān)旁一般需要并聯(lián)續(xù)流二極管，以便在感性負(fù)載時(shí)起到續(xù)流作用。半橋逆變器配合正負(fù)雙電壓源，可以輸出雙端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信號(hào)。

全橋逆變器

全橋逆變器由各含兩個(gè)開關(guān)的兩個(gè)橋臂連接成正方形組成，輸出端的兩端分別位于兩組開關(guān)的中點(diǎn)，相當(dāng)于取兩個(gè)半橋的電壓差，因此可以得到正負(fù)雙向的交流輸出。全橋逆變器可以不依賴外加器件，僅僅使用單電壓源輸出雙端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信號(hào)。

三相橋式逆變器

三相橋式逆變器類似于全橋逆變器，但它有三個(gè)橋臂，輸出端的三端分別位于三組開關(guān)的中點(diǎn)，取兩兩之間的電壓差就可以得到三相電所需的三個(gè)相電壓。根據(jù)三組共六個(gè)開關(guān)的開通順序，三相橋式逆變器可以得到一組幅值相等、頻率相等、相位相差120°的三相電信號(hào)。

有源與無源

根據(jù)輸出端是否有源，又可以分為有源逆變和無源逆變。

有源逆變器

如果逆變器的輸出需要直接并入電網(wǎng)，則屬于有源逆變。在此情況下，輸出端原本已經(jīng)有電壓波動(dòng)，逆變器只是向外輸出能量。由于輸出端電壓波動(dòng)的影響，逆變器件可以自動(dòng)關(guān)斷，而無需在控制時(shí)予以強(qiáng)制關(guān)斷，因此可以使用較廉價(jià)的半控器件如晶閘管。

無源逆變器

若逆變器輸出需要直接使用，不并入電網(wǎng)，則屬于無源逆變。在此情況下，由于輸出端沒有電壓波動(dòng)，逆變器需要嚴(yán)格控制通斷，因此必須使用全控器件如可關(guān)斷晶閘管等。

相控電路

若逆變器輸出需要并入電網(wǎng)，或是需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)已經(jīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載，則逆變器輸出信號(hào)的相位將至關(guān)重要。為了控制逆變器輸出的相位，需要在逆變器中加入相控電路。常用相控電路的原理有如下兩種：

相敏檢測(cè)電路

相敏檢測(cè)電路可以檢測(cè)到交流波形中的某一特定點(diǎn)，如過零點(diǎn)、最高點(diǎn)等。當(dāng)一個(gè)信號(hào)源每次到達(dá)此特定點(diǎn)時(shí)，通過調(diào)節(jié)其它信號(hào)源到達(dá)同樣的點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)同相。由于交流電是時(shí)時(shí)變化的，這種前饋調(diào)節(jié)方式總存在一定的滯后，調(diào)節(jié)效果并不理想，要實(shí)現(xiàn)一定的相位差也較困難。

鎖相環(huán)

主條目：鎖相環(huán)

鎖相環(huán)電路通過鑒相器獲得各信號(hào)源的當(dāng)前相位，并通過反饋調(diào)節(jié)方式使各信號(hào)源的相位趨于一致，調(diào)節(jié)效果好、精度高，也容易實(shí)現(xiàn)一定的相位差。

應(yīng)用

逆變器的應(yīng)用廣泛，其主要應(yīng)用如下：

光伏逆變器

主條目：光伏逆變器

光伏逆變器能夠?qū)⒐夥姵禺a(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為能夠并網(wǎng)或直接使用的交流電能。光伏發(fā)電是極具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。隨著光伏電池轉(zhuǎn)換效率的提高，制造成本的降低，以及國(guó)家對(duì)于光伏發(fā)電的大力支持，近些年來光伏逆變器作為配套產(chǎn)品，也不斷快速發(fā)展。

傳統(tǒng)半橋式逆變器架構(gòu)