[科普中国]-逆变电路

逆变电路1（Inverter Circuit）是与整流电路（Rectifier）相对应，把直流电变成交流电称为逆变。逆变电路可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。

概述逆变电路根据直流侧储能元件形式的不同，可划分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。电流型逆变器给并联负载供电，故又称并联谐振逆变器。电压型逆变器给串联负载供电，故又称串联谐振逆变器。

简介逆变电路是与整流电路（Rectifier）相对应，把直流电变成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载链接时，称为无源逆变。

逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。

将直流电能变换为交流电能的变换电路。可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。生产中最常见的交流电源是由发电厂供电的公共电网（中国采用线电压方均根值为380V，频率为50Hz供电制）。由公共电网向交流负载供电是最普通的供电方式。但随着生产的发展，相当多的用电设备对电源质量和参数有特殊要求，以至难于由公共电网直接供电。为了满足这些要求，历史上曾经有过电动机－发电机组和离子器件逆变电路。但由于它们的技术经济指标均不如用电力电子器件（如晶闸管等）组成的逆变电路，因而已经或正在被后者所取代。

工作原理桥式逆变电路的开关状态由加于其控制极的电压信号决定，桥式电路的PN端加入直流电压Ud，A、B端接向负载。当T1、T4打开而T2、T3关合时，u0=Ud;相反,当T1、T4关合而T2、T3打开时，u0=-Ud。于是当桥中各臂以频率 f（由控制极电压信号重复频率决定）轮番通断时，输出电压u0将成为交变方波，其幅值为Ud。重复频率为f，如图2所示，其基波可表示为把幅值为Ud的矩形波uo展开成傅立叶级数得：uo=4Ud/π （sinwt+1/3 sin3wt+1/5 sin5wt+...）由式可见,控制信号频率f可以决定输出端频率，改变直流电源电压Ud可以改变基波幅值，从而实现逆变的目的。

分类为了满足不同用电设备对交流电源性能参数的不同要求，已发展了多种逆变电路，并大致可按以下方式分类。①按输出电能的去向分，可分为有源逆变电路和无源逆变电路。前者输出的电能返回公共交流电网，后者输出的电能直接输向用电设备。

②按直流电源性质可分为由电压型直流电源供电的电压型逆变电路和由电流型直流电源供电的电流型逆变电路。③按主电路的器件分，可分为：由具有自关断能力的全控型器件组成的全控型逆变电路；由无关断能力的半控型器件（如普通晶闸管）组成的半控型逆变电路。半控型逆变电路必须利用换流电压以关断退出导通的器件。若换流电压取自逆变负载端，称为负载换流式逆变电路。这种电路仅适用于容性负载;对于非容性负载,换流电压必须由附设的专门换流电路产生，称自换流式逆变电路。

④按电流波形分，可分为正弦逆变电路和非正弦逆变电路。前者开关器件中的电流为正弦波，其开关损耗较小，宜工作于较高频率。后者开关器件电流为非正弦波，因其开关损耗较大，故工作频率较正弦逆变电路低。

⑤按输出相数可分为单相逆变电路和多相逆变电路。

常见问题1.换流方式有4种:

（1）器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流.全控型器件采用此换流方式。

（2）电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

（3）负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。

（4）强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流.通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。

注：晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用以上3种方式。

2.无源逆变电路和有源逆变电路的不同主要是:有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源.而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

3.按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学