逆变器控制技术介绍



逆变器控制技术介绍

PWM逆变电路的控制手段主要分为两种：计算法和调制法。调制法分为异步调制和同步调制两种。PWM逆变技术的优势在于能够精确控制输出电压，实现简单的结构设计，并在充电过程中对电流进行精确控制。PWM技术通过调节脉冲宽度来控制输出电压，同时通过改变脉冲的调制周期来调整输出频率。随着电子技术的进步，出现了多种PWM技术，包括相电压控制PWM、脉宽PWM、随机PWM、SPWM、线电压控制PWM等。本文主要介绍的是在镍氢电池智能充电器中应用的脉宽PWM法。这种方法通过等宽脉冲序列实现PWM波形，通过调整脉冲序列的周期来调节频率，通过改变脉冲宽度或占空比来调节电压。适当的控制策略可以使电压和频率同步变化。通过调整PWM周期和占空比，可以实现充电电流的精确控制。这种方法能够协调调压和调频的作用，与中间直流环节无关，从而提高调节速度和动态性能。由于输出为等幅脉冲，只需恒定直流电源供电，因此可以使用不可控整流器替代相控整流器，显著提高电网侧的功率因数。PWM逆变器能够有效抑制或消除低频次谐波，同时由于使用了自关断器件，开关频率大幅提高，输出波形可以非常接近正弦波。

逆变技术概述

逆变技术在电力电子技术领域占据着核心地位，它是实现电能转换的关键技术。这项技术广泛应用于各类电源设备中，如：

逆变电源: 提供稳定的交流电输出，为不同设备供电。

变频电源: 能调整频率，适用于需要精确调速的设备，如电机控制。

开关电源: 通过开关元件高效转换电压，常用于计算机电源和数据中心。

UPS电源: 在主电源故障时提供备用电源，保证不间断供电。

交流稳压电源: 保证输出电压的稳定性，防止电压波动对设备造成影响。

电力系统的无功补偿: 改善电网的功率因数，提高整体效率。

电力有源滤波器: 消除电网中的谐波，保护电气设备。

变频调整器: 调整电机运转速度，应用于工业自动化和电梯系统。

电动汽车: 通过逆变器将直流电转化为交流电驱动电动机。

电气火车: 逆变技术在电力牵引系统中起着关键作用。

燃料电池静置式发电站: 利用燃料电池的化学反应产生电能，提供绿色能源。

总之，逆变技术在各种电力设备和系统的性能提升、能源转换和效率优化中发挥着至关重要的作用。

什么叫逆变什么叫整流

逆变技术是一种通过特定电路方式将直流电源转换为交流电源的过程。这种技术被广泛应用于各种电子设备中，如逆变器、UPS电源等。逆变器的核心原理是通过振荡电路将直流电转换为脉动直流或交流电，再通过变压器感应出所需电压的交流电。这种转换过程需要精确的控制和调节，以确保输出电压的稳定性和可靠性。

整流则是将交流电转换为单向脉动的直流电的过程。这一技术利用了二极管的单相导电性，通过控制电流的流向，将交流电转化为单向直流电。整流电路主要由整流二极管组成，这些二极管能够将交流电的负半周抑制掉，只保留正半周，从而实现交流到直流的转换。整流过程在电力电子领域中有着广泛的应用，如交流电动机的调速、变频器的输入等。

逆变和整流技术是电力电子领域中的基础技术之一，它们在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。随着科技的不断发展，这些技术也在不断创新和完善，以适应更广泛的应用场景和更高的性能要求。例如，在电动汽车领域，逆变器被用于将电池组提供的直流电转换为驱动电机所需的三相交流电；在太阳能发电系统中，逆变器则负责将太阳能电池板产生的直流电转换为可供家庭或企业使用的交流电。

总之，逆变和整流技术不仅是电力电子领域的核心技术，也是实现能源高效利用和电子设备稳定运行的关键。随着技术的不断进步，这些技术将在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和效益。

逆变器工作原理

逆变器工作原理主要是将直流电转换为交流电。具体来说：

基本转换过程：逆变器是一种dc to ac的变压器，与转化器构成电压逆变的过程。转化器将电网的交流电压转变为稳定的12v直流输出，而逆变器则是将adapter输出的12v直流电压转变为高频的高压交流电。

核心技术：逆变器的工作原理核心部分采用脉宽调制技术，其中逆变器采用tl5001芯片作为pwm集成控制器。该芯片内部设有误差放大器、调节器、振荡器、有死区控制的pwm发生器、低压保护回路及短路保护回路等。

输入接口部分：

12v直流输入vin：由adapter提供。工作使能电压enb：由主板上的mcu提供，值为0或3v。当enb=0时，逆变器不工作；当enb=3v时，逆变器处于正常工作状态。panel电流控制信号dim：由主板提供，变化范围在0～5v之间。不同的dim值反馈给pwm控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也将不同。dim值越小，逆变器输出的电流就越大。

综上所述，逆变器通过特定的芯片和电路设计，实现了将直流电转换为交流电的功能，并具备电流控制和保护等功能。

什么是逆变器？

逆变器是一种电力电子器件，其作用是将直流电转换为交流电。在混频中，逆变器的功能是将多个频率的交流电信号进行合并，形成一个更高频率的交流电信号。这个过程中，逆变器需要通过PWM控制技术将产生的高频脉冲信号经过滤波，使其变成平滑的交流电信号，并且能够保持一定的电压和电流。

逆变器混频技术在现代通信中得到了广泛应用。例如，导航系统中的频率混合器，就是通过逆变器混频技术实现的。在这种应用场景下，逆变器需要将高频的信号进行混频，产生一个新的更高频率的信号，用于加密和解密导航信号。此外，在现代的通讯中，逆变器混频技术还可应用于数字广播电视和卫星通信等领域。

逆变器混频技术的发展趋势是不断采用新的电力电子材料和器件，以实现更好的电流质量和更高的频率。例如，将石墨烯、碳化硅和氮化镓等新型材料应用于逆变器混频器上，不仅可以增强其工作性能，而且可节省能量和成本。此外，通过采用多电平电源，逆变器混频技术还可以实现电力电子系统中更高效、更准确和更安全地混合信号。

技术分享|三相并网逆变器PQ控制算法控制解析

在储能系统并网应用中，功率调节性能对参与电网管理至关重要。PQ控制算法因其高效性成为主流选择，其核心在于依据电网指令精确调节有功和无功功率输出。该算法首先计算d轴电流和q轴电流的参考值，再通过PI控制实现对功率的精准控制。

实验系统采用研旭的功率模块YXPHM-TP210b、SP2000控制器及YXPVS5K光伏电池阵列模拟器，构建了完整的储能逆变PQ控制系统。Simulink软件用于算法开发，YX-View2000上位机软件实时监控系统运行。

算法模型基于Id和Iq作为电网电流的d轴分量和q轴分量，Ugd和Ugq为电网电压的对应分量。通过公式计算有功和无功功率，当电网电压定向至d轴时，可简化计算过程。依据公式求得dq轴电流参考值，构建Simulink计算模型实现算法逻辑。

将PQ控制模块引入DC-AC模型，替换原直流电压PI控制模块，形成包含PQ有功无功功率控制的逆变系统。实验中，采用直流电源作为储能单元，设定输出电压为600V，电流过流限制15A。通过SP2000控制器运行Simulink模型，上位机View2000监控系统状态，实时显示电压电流波形。

实验结果表明，通过上位机界面设置功率输出，逆变器输出功率可从2000W调整至5000W。功率稳定在5000W时，直流电源输出电流与功率保持同步，验证了PQ控制算法的有效性和精准性。

说明一下电机控制的逆变器是如何通过pwm技术调整输出三相交流电的频率和电压

一、复合型AC-AC电路

复合型AC-AC电路能够实现三相输出电压的幅值和频率的同时改变。这种电路在交流电机调速、变频器和其他需要调节电压和频率的应用中非常重要。

二、如何改变幅值和频率

1. 改变幅值：

幅值的改变通常通过脉冲宽度调制（PWM）技术实现。控制电路将输入信号转换为PWM信号，通过调整脉冲宽度来控制输出电压的幅值。具体操作是，控制电路接收输入信号，并将其转换为脉冲信号，随后通过改变脉冲宽度来调整输出电压的幅值。

2. 改变频率：

频率的改变则通常通过变频器实现。控制电路首先将输入电源转换为直流电源，然后将直流电源转换为频率可调的交流电源，以此来控制输出电压的频率。具体来说，控制电路接收到输入电源，并将其转换为直流电源，随后再将直流电源转换为频率可调的交流电源，从而实现输出电压频率的控制。

三、需要注意的问题

复合型AC-AC电路的控制电路设计复杂，需要精确的控制算法和电路设计。此外，电路在实际运行中可能会遇到噪声、温度等问题，因此在设计和使用时需要特别注意这些问题。

四、举例说明

以一种基于PWM和变频器的电路设计为例，可以说明如何实现三相输出电压幅值和频率的同时改变。该电路主要由PWM模块、直流-交流变换模块和变频器模块组成。

1. PWM模块：

PWM模块负责控制输出电压的幅值。它接收控制信号，并将输入电压转换为PWM信号。通过调整PWM信号的占空比，可以实现输出电压幅值的控制。

2. 直流-交流变换模块：

直流-交流变换模块负责将PWM信号转换为交流电压。它接收PWM信号和直流电源，并使用逆变器将直流电源转换为可控制的三相交流电压输出。

3. 变频器模块：

变频器模块负责控制输出电压的频率。它接收控制信号，并将输入电源转换为频率可调的交流电源。变频器模块可以采用多种技术实现，如电压-频率（V/F）控制技术或矢量控制技术。

通过上述三个模块的协同工作，可以实现三相输出电压幅值和频率的同时改变。例如，通过增加PWM信号的占空比来增加输出电压的幅值，或者通过改变变频器的频率来改变输出电压的频率。

PWM逆变器是什么?

PWM技术的发展随着电子技术的进步，出现了多种PWM技术，包括相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。本文主要介绍镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法。

脉宽PWM法通过改变脉冲列的周期调频，通过改变脉冲的宽度或占空比调压。这种方法可以通过调整PWM的周期和占空比来控制充电电流。

PWM技术的具体应用PWM软件法控制充电电流的基本思想是利用单片机的PWM端口，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比，从而控制充电电流。

软件PWM法的优点包括简化了PWM的硬件电路，降低了硬件成本；可以控制涓流大小；电池唤醒充电。缺点是电流控制精度低，充电效率不高，采用软启动方式。

为了解决这些问题，可以采用纯硬件PWM法控制充电电流。这种方法的优点是电流精度高，充电效率高，对电池损害小。缺点是硬件成本较高。

此外，还可以采用单片机 PWM控制端口与硬件PWM融合的方法，解决涓流的脉动性问题。在充电过程中，可以根据需要将单片机的PWM输出设置为高电平或低电平，或者输出PWM信号，通过测试电流采样电阻上的压降来调整PWM的占空比。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467