1引言

我們先來說一說逆變的概念，它與整流相對，整流是交流變直流，而逆變是直流變交流。分為有源逆變和無源逆變：

有源逆變：交流側接電網，如光伏，風電，和去年開始火起來的儲能，這些都是交流側接電網的。后續我們也會慢慢針對光伏、風電、儲能等展開討論。

無源逆變：即交流側接負載。

兩者的主要區別就在于其交流側的不同，接下來，我們主要以無源逆變展開，因為電網的工況跟常見的負載是有區別的，有的人會說，電網不也可以看作負載嗎？這些我們后面再進行展開，這里我們就不論述具體的區別了。

逆變和變頻，變頻電路分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換(整流)和直交變換(逆變)組成。

逆變電路的主要應用：

各種直流電源，如蓄電池，干電池，太陽能、風能等新能源行業。變頻器，UPS(不間斷電源)，感應加熱電源等電力電子設備的核心都是逆變電路。

02基本工作原理

這里以最簡單的單相橋式逆變電路為例來說明逆變的基本工作原理，基本電路圖如下：

S1~S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。

當開關S1、S4 閉合，S2、S3 斷開時，負載電壓uo為正；當開關S1、S4 斷開，S2、S3 閉合時，uo為負，這樣就把直流電變成了交流電，電路波形如下：

改變兩組開關的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。電阻負載時，負載電流io和uo的波形相同，相位也相同；阻感負載時，io相位滯后于uo，波形也不同。

以上便是逆變(DC-AC)的基本工作原理，有單相的，也有三相的；對于所用開關器件的不同，逆變的相關參數也會有所不同，但是基本的工作原理是不會變的。

03換流方式

換流：電流從一個支路向另一個支路轉移的過程，也稱為換相。研究換流方式主要是研究如何使器件關斷。

換流方式分為以下幾種：

①器件換流

利用全控型器件的自關斷能力進行換流。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。

②電網換流

電網提供換流電壓的換流方式。將負的電網電壓施加在欲關斷的晶閘管上即可使其關斷，不需要器件具有門極可關斷能力，但不適用于沒有交流電網的無源逆變電路。

③負載換流

由負載提供換流電壓的換流方式。負載電流的相位超前于負載電壓的場合，都可實現負載換流，如電容性負載和同 步電動機。

下圖是基本的負載換流的逆變電路：

整個負載工作在接近并聯諧振狀態而略呈容性，直流側串大電感，工作過程可認為id基本沒有脈動。負載對基波的阻抗大而對諧波的阻抗小，所以uo接近正弦波。注意觸發VT2、VT3 的時刻必須在uo過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。

④強迫換流

設置附加的換流電路，給欲關斷的晶閘管強迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強迫換流。通常利用附加電容上所儲存的能量來實現，因此也稱為電容換流。

分類：

直接耦合式強迫換流：由換流電路內電容直接提供換流電壓。基本電路圖如下

當晶閘管VT處于通態時，預先給電容充電。當S合上，就可使VT被施加反壓而關斷。也叫電壓換流。

電感耦合式強迫換流：通過換流電路內的電容和電感的耦合來提供換流電壓或換流電流。基本電路圖如下

圖(a)中晶閘管在LC振蕩第一個半周期內關斷，圖(b)中晶閘管在LC振蕩第二個半周期內關斷，注意兩圖中電容所充的電壓極性不同。在這兩種情況下，晶閘管都是在正向電流減至零且二極管開始流過電流時關斷，二極管上的管壓降就是加在晶閘管上的反向電壓。也叫電流換流。

換流方式的總結：

①器件換流只適用于全控型器件，其余三種方式主要是針對晶閘管而言的。

②器件換流和強迫換流屬于自換流，電網換流和負載換流屬于外部換流。

③當電流不是從一個支路向另一個支路轉移，而是在支路內部終止流通而變為零，則稱為熄滅。