逆变器实验

单相正弦波脉宽调制逆变电路实验报告 开关死区时间对输出波形有何影响

为了防止桥臂功率管直通，需要加入死区时间，但死区时间的引入会带来调制失真，进而影响输出波形，使得谐波含量增加，THD增大，这种现象被称为死区效应。

输出电路通常包括输出滤波电路和EMC电路。若输出为直流电，则需在电路后端加入整流电路。对于隔离输出的逆变器，输出电路前级还应包括隔离变压器。依据是否需要稳压电路，输出电路可被分为开环和闭环控制。开环系统仅由控制电路决定输出量，而闭环系统则受反馈回路影响，从而使得输出更为稳定。

正弦波逆变器是一种将直流电转换为交流电的变换装置，通过控制半导体功率开关器件（如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET等）的导通和关断，实现直流电能向交流电能的转化。控制功率开关管导通和关断的电路即为逆变器的控制电路。

控制电路输出特定电压脉冲，使功率变换电路中的功率开关管按照预定规律导通和关断，此时功率主电路的输出将呈现特定的谐波组合，最终通过滤波电路得到所需的电压波形。

因此，通过调整死区时间，可以优化输出波形，减少谐波，提高逆变器的性能。合理设置死区时间对于改善输出波形质量和降低THD具有重要意义。

逆变器综合试验平台主要实验和检测项目

逆变器综合试验平台作为光伏领域的关键检测工具，其主要实验和检测项目涵盖了效率、并网、功率、保护、通讯、自动控制、安全防护、温升等多方面，全面保障了逆变器的性能与安全。

转换效率试验评估逆变器将直流电转换为交流电的效能，是检验其核心性能的关键。并网电流谐波试验则关注逆变器输出电流中的谐波成分，评估其对电网的干扰程度。功率因数测定试验用于测量逆变器输出功率的品质，确保电力利用效率。

压响应试验、电网频率响应试验评估逆变器在不同电压和频率变化下的稳定性和适应性。直流分量试验、电压不平衡度试验、防孤岛效应保护试验、低电压穿越试验、交流侧短路保护试验、防反放电保护试验、极性反接保护试验、直流过载保护试验、直流过压保护试验等则关注逆变器的保护功能，确保其在异常情况下的安全运行。

通讯功能试验验证逆变器的远程监控和数据传输能力，自动开关机试验和软启动试验评估其操作的便捷性和稳定性。绝缘电阻试验、绝缘强度试验、防护等级试验等则关注逆变器的电气安全和环境适应性。

有功功率控制试验、电压/无功调节试验、温升试验评估逆变器的功率控制和散热能力。方阵绝缘阻抗检测试验、方阵残余电流检测试验则关注逆变器与光伏方阵的接口安全。连续工作试验和电压波动与闪烁试验则评估逆变器的长期稳定性和对电网波动的适应性。

最大功率追踪（MPPT）精度试验则评估逆变器在不同光照条件下的发电效率，全面展示了逆变器综合试验平台的检测能力，确保光伏逆变器在实际应用中的高效、稳定、安全。

逆变器综合试验平台的设计符合新版光伏逆变器标准CNCA/CTS 0004-2009A《光伏并网发电专用逆变器技术条件》，不仅适用于逆变器的出厂试验、型式试验、研发试验，而且其广泛的检测项目和全面的性能评估能力，为提升光伏逆变器的质量和性能提供了强有力的技术支撑。

光伏逆变器MPPT效率的测试方法（上）

光伏逆变器在现实世界中的应用，需要面对阳光照射角度、云层、阴影等多种因素导致的阳光辐照度和相应温度的动态变化。因此，逆变器需要具备应对这些变化的策略，以维持或快速恢复到较高的最大功率点跟踪（MPPT）精度和转化效率，实现良好的发电效果。

目前，光伏逆变器行业中的静态MPPT追踪算法表现出很高的精度，通常能够维持接近100%的效率，为后端转换过程提供有力支持。这一性能体现在逆变器的总体效率参数上，标称值普遍较高。然而，在实际工作环境中，日照、温度等条件不断变化，动态效能成为衡量逆变器实际性能的关键指标。

在实验室测试中，光伏模拟器被广泛应用，能够高效模拟各种光伏阵列配置下的输出。然而，过去的测试往往集中在静态条件下或有限强度的动态变化上，较少模拟长时间、高强度的真实工作状况。针对这一问题，使用光伏模拟器来模拟阵列输出的动态变化，探究其动态MPPT测试功能的实用性和需要注意的要点，成为关注焦点。

光伏模拟器提供了多种典型天气文档，支持用户自定义天气情况，并以1秒的时间分辨率进行模拟，适合长时间测试。此外，行业内的组织也定义了一些标准测试形态，以方便不同逆变器按照相同标准进行比较。例如，Sandia National Laboratory定义了快速变化、慢速变化、三角变化和温度变化等模式，而IEC/EN50530和鉴衡CGC/GF004则提供了不同的测试模式，关注辐照度变化而非温度变化，以研究逆变器的动态MPPT性能。

总的来说，这些标准为逆变器厂商提供了参考条件，促进了动态MPPT性能的研究。然而，测试形态通常关注于辐照度的变化，而非温度的影响，这是因为辐照度对光伏组件输出功率的影响更为显著。值得注意的是，尽管这些标准没有明确规定时间分辨率，但在实际测试中，通常要求在秒级单位上进行进一步的线性内插，以满足测试需求。

深挖细节，如何理解逆变器的工作原理？

深入解析逆变器的工作原理，我们先从面积等效原理出发。实验表明，相同面积的脉冲电压在阻感负载上产生的电流响应基本一致，这便是电力电子学科中的关键原理——面积等效原理。它表明，尽管脉冲形状各异，但冲量相等时，其效果类似正弦波对惯性环节的响应。

接下来，单相逆变器的工作原理基于此原理。通过PWM调制技术，将非连续的脉冲信号转换成等效的正弦电压，供给阻感负载。双极性SPWM调制通过比较调制波与载波，精确控制MOSFET的开关，确保桥臂电压与正弦电压等效，产生正弦电流。

三相逆变器扩展了这一原理，通过SPWM调制，每相桥臂的调制信号协同工作，形成三相等效电压。SVPWM调制则是通过注入谐波，提升电压利用率，使得在相同调制比下，SVPWM的利用率远超SPWM。

总之，逆变器通过面积等效原理，结合PWM调制技术，如SPWM和SVPWM，实现从脉冲电压到正弦电流的转换，以满足各种负载需求。理解这些细节，能帮助我们更深入地掌握逆变器的工作机制。

逆变器IEC62109报告

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