一、實驗台功能：
       電源逆變器是太陽能電站中的(de)關鍵部件,對其研究十分(fēn)重要,我公司在現有太陽能實驗台基礎上又推出此款逆變電源實驗台，主要将太陽能離并網逆變器的(de)工作原理(lǐ)以教學的(de)形式展示在實驗台上, 其即是應用(yòng)産品又是教學演示裝置,學生通(tōng)過對此設備的(de)了(le)解, 基本上掌握逆變器的(de)原理(lǐ)與應用(yòng)。該實驗台主要由兩部分(fēn)組成：
1、專業的(de)太陽能逆變系統(大(dà)于1000W)
2、太陽能逆變系統的(de)教學及演示電路裝置
二、太陽能并網逆變器原理(lǐ)及特點：
新能源并網發電是太陽能發電走向可(kě)持續發展的(de)必由之路，通(tōng)過政府對性能源發電收購價格的(de)扶持，促進環保綠色電力。
并網逆變器是并網發電系統的(de)核心控制設備，它将太陽能電池發出的(de)直流電力逆變交流電力*大(dà)限度饋送入電網。并網逆變器是采用(yòng)美(měi)國TI公司DSP芯片作爲控制部件的(de)數字信号處理(lǐ)。

二、特性：
      逆變部分(fēn)采用(yòng)開關速度快(kuài)、功耗小的(de)智能IGBT(IPM)作爲功率器件。逆變變壓器又是采用(yòng)噪音(yīn)小完全隔離型的(de)，所以逆變器具有了(le)輸出波形失真小；動态特性好；逆變效率高(gāo)的(de)特性。
1、 控制部分(fēn)是采用(yòng)高(gāo)速度的(de)微處理(lǐ)器爲核心的(de)控制部件，所以具有了(le)輸出過載，輸出高(gāo)、低電壓保護動作快(kuài)，抗幹擾能力強，穩壓精度高(gāo)等特性。
2、 輸出短路保護，采用(yòng)輸出回路檢測保護和(hé)模塊飽和(hé)壓降檢測等雙重保護，從而大(dà)大(dà)提高(gāo)短路保護的(de)可(kě)靠性。（注：逆變器檢測連續5次短路，将停止工作，直到手動開啓。）
3、 逆變器輸出部分(fēn)裝有射頻濾波器，使逆變器所帶的(de)負載免受高(gāo)頻諧波的(de)幹擾。
4、 顯示部分(fēn)是LCD+LED顯示相結合的(de)，通(tōng)過面闆就能很清楚的(de)了(le)解逆變器的(de)運行狀态。比如：光(guāng)伏電池電壓、頻率、市電電壓、頻率等等參數都能通(tōng)過LCD顯示屏顯示。
5、 有各種報警功能，比如有市電停電報警，光(guāng)伏電池欠壓報警等等。
A.組成部分(fēn)及技術原理(lǐ)
(1).單機逆變器由以下(xià)幾個部件組成：
·IGBT逆變支路
·逆變器輸出變壓器
·逆變器濾波電感和(hé)電容
·逆變器的(de)驅動、控制電路
·逆變器溫度傳感器
(2).逆變器的(de)（硬件電路）工作原理(lǐ)
①逆變全橋
采用(yòng)（三相）全橋逆變器，目前選用(yòng)的(de)IPM模塊，直流電壓爲600—740V，PWM波形生成方法是矢量算(suàn)法直接給出數字脈寬調制(DSPWM)信号。逆變全橋由二個IGBT組成。每個功率模塊包含二個功率單元，四個單橋組成全橋逆變電路；逆變驅動闆包含一個開關電源，給主回路和(hé)驅動電路提供電源。
②．變壓器回路
變壓器是逆變器的(de)關鍵器件，對交流的(de)性能有重要的(de)影(yǐng)響，所以變壓器需特殊設計，由于逆變全橋回路是SPWM信号，所以含有直流分(fēn)量，而工頻變壓器是按照(zhào)基波50Hz正弦波設計，SPWM調制波工作時，就會發生變壓器磁飽和(hé)，從而引起橋路過流或損壞，所以要在制作時在變壓器設計中加大(dà)其漏感量，使鐵芯之間有一個很小的(de)氣隙。然而降低了(le)變壓器效率，變壓器銅損增大(dà)，因此，需提高(gāo)銅線的(de)質量，提高(gāo)散熱效果。輸出變壓器除了(le)具有濾波作用(yòng)外，還具有隔離的(de)作用(yòng)。同時該變壓器還根據用(yòng)戶要求，升高(gāo)或降低逆變器輸出電壓。
③．濾波回路
逆變橋的(de)輸出波是SPWM高(gāo)頻波，經過LC濾波後成爲标準正弦波，從效果分(fēn)析，LC常數越大(dà)，正弦波就越好，但是帶來了(le)動态性能變差的(de)問題，我們在變壓器原邊加LC濾波以便降低變壓器直流分(fēn)量和(hé)溫升，三角接法是因爲逆變器不能控制零序分(fēn)量的(de)問題，在變壓器輸出端接入交流電容，爲了(le)進一步濾掉高(gāo)次諧波，降低波形失真度。
④．消尖峰回路
電源變壓器的(de)漏感，其作用(yòng)就象是與功率晶體管集電極串聯一個小電感。當晶體管中電流關斷時，這個漏感使得(de)在集電極電壓波形的(de)正跳變沿上産生一個突增的(de)尖峰，其電壓上升幅值可(kě)能超過2倍直流電壓。因此，爲了(le)消除漏感中的(de)儲能每半周中在晶體管集電極上損耗使集電極瞬時擊穿現象，就必須增加消尖峰電路。如下(xià)圖所示的(de)電路在開關管關斷的(de)瞬間，有電流流過電容C和(hé)二極管V，使發射極——集電極之間的(de)電壓上升速度減慢(màn)，這樣極間電壓的(de)峰值降低，同時将電流下(xià)降和(hé)電壓上升的(de)時間交錯開，避免出現較大(dà)的(de)瞬間開關損耗，圖中的(de)電阻R用(yòng)來在開關接通(tōng)的(de)瞬間，将電容C上電荷迅速放掉，并防止開關管集電極電流的(de)過分(fēn)增加，二極管V在開關管關斷時，将電阻R短路，提高(gāo)電容C的(de)電荷迅速放掉，并防止開關管集電極電流的(de)過分(fēn)增加，二極管V在開關管開斷時将電阻R短路，提高(gāo)電容C的(de)電壓吸收效果。
⑤．熱溫度開關
溫度開關是爲消除功率管過熱而設置的(de)。該開關置于功率管模塊散熱器上，一旦功率管過熱時，功率管驅動信号被封鎖，逆變器停止輸出。當溫度降到一定值時，逆變器可(kě)重新恢複工作。
(3).逆變器的(de)（軟件控制）工作原理(lǐ)
逆變系統采用(yòng)美(měi)國TI公司DSP芯片,其構成的(de)實時控制系統具有很高(gāo)的(de)穩定性，其特點如下(xià)：
①．電壓調整和(hé)鎖相作用(yòng)
逆變器電壓調整是采用(yòng)快(kuài)調和(hé)慢(màn)調兩種方法，快(kuài)調是控制芯片根據微處理(lǐ)傳來的(de)數據，依照(zhào)本身的(de)初始化(huà)命令将産生正相SPWM信号，經驅動幀測電路産生三相正弦波。慢(màn)調是CPU采樣到電壓的(de)變化(huà)率及頻率的(de)變化(huà)運算(suàn)比較後，向控制芯片傳送新的(de)數據，來改寫的(de)調整電壓，以達到輸出電壓的(de)穩定性。爲了(le)保證逆變器在任意時刻都能同步并網,頻率、相位等必須跟蹤電網的(de)頻率相位的(de)變化(huà)，其稱之爲鎖相。鎖相環是通(tōng)過逆變器與電網頻率和(hé)相位進一步運算(suàn)比較而調整逆變器的(de)頻率和(hé)相位，我們的(de)*小調整步距爲0.02Hz所以實際輸出頻率爲50Hz0．02Hz這一調整過程不會影(yǐng)響基準頻率。
②．邏輯狀态的(de)幀測
a．内部處理(lǐ)總線的(de)輸入：
·直流電壓OK
·允許逆變
·同步調整命令
·鎖相跟蹤
b．邏輯狀态信号輸入
·控制電源正常
·時鍾正常
·輔助電源正常
·模塊溫度正常
·設有逆變器的(de)“停止”命令
·用(yòng)軟件停機
·操作面闆停機
·控制器停機
③、直接控制器（DDC）的(de)工作原理(lǐ)
a.  接收并存儲微處理(lǐ)初始化(huà)命令和(hé)控制命令部分(fēn)。它主要由總線控制，地址/數據總線，暫存器。寄存器及24位初始化(huà)寄存器，以上是以控制字的(de)形式來實現。在工作之前，首先進行初始化(huà)，即從CPU向寄存器輸入控制字，進行系統參數設置。
b.  從内部ROM中讀取及産生SPWM調制波形部分(fēn)，它由地址發生波形ROM及控制邏輯構成。由于調制波形關于90。，180。，270。對稱，所以ROM中存有0~90。的(de)波形瞬時值，由地址發生器的(de)信号直接從波形ROM中讀取波形數據，然後通(tōng)過相位控制邏輯，把它組成0~360。的(de)完整波形和(hé)三相波形，而不需要微處理(lǐ)器的(de)幫助。
c.  三相輸出控制電路：變相輸出控制電路，又由脈沖取消和(hé)脈沖延時電路構成。脈沖取消電路用(yòng)來将脈沖寬度小于取消的(de)脈沖去掉。延時電路保證死區間隔。
d.  純正弦波的(de)數學模型 X（t）=A ( sin (ωt ) )
1.并網電源

2.獨立逆變器

三、太陽能逆變系統的(de)教學及演示裝置
（離網逆變系統）
逆變器也(yě)稱逆變電源，是通(tōng)過半導體功率開關的(de)開通(tōng)和(hé)關斷作用(yòng)，把直流電能轉變成交流電能的(de)一種變換裝置，是整流變換的(de)逆過程，是太陽能、風力發電中的(de)重要部件。
逆變器系統是采用(yòng)單片機控制正弦波輸出的(de)逆變電源，它以48V直流電源作爲輸入，輸出220V、50Hz、的(de)正弦波交流電，以滿足高(gāo)校教學演示和(hé)電子實驗測試的(de)需求。該電源采用(yòng)推挽升壓和(hé)全橋逆變兩級變換，前後級之間完全隔離，采用(yòng)單片機數字化(huà)SPWM控制方式，采樣直流母線電壓做(zuò)電壓前饋控制，同時采樣電流做(zuò)反饋控制；在保護上，具有輸入過、欠壓保護，輸出過載、短路保護，過熱保護等多(duō)重保護功能電路，增強了(le)該電源的(de)可(kě)靠性和(hé)安全性
單元系統功能：
将太陽電池組件産生的(de)直流電或者蓄電池釋放的(de)直流電轉化(huà)爲負載需要的(de)低壓交流電。具有輸入過、欠壓保護，輸出過載、短路保護，過熱保護等多(duō)重保護功能電路，增強了(le)該電源的(de)可(kě)靠性和(hé)安全性。
單元系統參數：
●  額定輸入電壓46.5-50.5V；
●  額定輸出電壓220V±10%、50Hz±1Hz、/三相220V±10%、50Hz±1Hz；
●  額定功率：1KVA；
●  輸出功率因數：≥0.80（感性負載、容性負載）；
●  逆變效率：≥80%；
●  電壓調整率：線性負載≤3%，非線性負載≤5%；
系統單元主要測試點：
●  開關管栅極漏極波形；              ●  蓄電池欠電壓測量；
●  蓄電池保護點測量；                 ●  升壓變壓器次級整流電壓；
●  單片機工作電壓的(de)測量；          ●  單片機SPWM驅動腳波形測量；
●  全橋驅動器輸出波形測量；      ●  母線電壓輸出波形（有效值、峰值）測量；
●  母線電壓輸出頻率測量；         ●  母線前饋電壓電流采集測量。
單元系統主要實驗：
●  逆變原理(lǐ)實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）；
●  逆變過載保護實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）；
●  逆變器與市電互補實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）；
●  逆變器欠過壓等保護實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）。
（并網逆變系統）
大(dà)規模光(guāng)伏/風能并網發電是充分(fēn)利用(yòng)太陽能/風能的(de)一種有效方式，在并網發電的(de)應用(yòng)中，要防止孤島效應，通(tōng)過防止孤島效應以保證PV系統的(de)安全性和(hé)穩定性。
試驗單元滿足并網逆變器的(de)防孤島保護功能試驗、過載保護功能試驗、過流保護試驗、直流分(fēn)量試驗、逆變器功率測定試驗、并網電流諧波試驗，電網故障是并網逆變器工作性能檢測必不可(kě)少的(de)檢測工具。
單元系統功能：
●  将太陽電池組件産生的(de)直流電或者蓄電池釋放的(de)直流電轉化(huà)爲負載需要的(de)低壓交流電，具有輸入過、欠壓保護，輸出過載、短路保護，過熱保護等多(duō)重保護功能電路，增強了(le)該電源的(de)可(kě)靠性和(hé)安全性；
●  模拟交流用(yòng)電設備諧振，有效精确檢測并網逆變器防孤島效應保護功能；
●  檢測各種情況下(xià)交流逆變器的(de)工作效率、輸出功率及帶載能力；
●  模拟各類工作環境，檢測逆變器在各種環境下(xià)的(de)工作性能狀況；
●  整機采用(yòng)電子電路控制，具有溫度過熱自動斷開保護功能。
●  準同期自動并網功能。
單元系統參數：
●  額定輸出電壓220V±10%、50Hz±1Hz、/三相220V±10%、50Hz±1Hz；
●  額定功率：1KVA；
●  輸出功率因數：≥0.80（感性負載、容性負載）；
●  逆變效率：≥80%；
●  電壓調整率：線性負載≤3%，非線性負載≤5%。
單元系統主要測試點：
●  開關管栅極漏極波形；               ●  蓄電池欠電壓測量；
●  蓄電池保護點測量；                   ●  升壓變壓器次級整流電壓；
●  單片機工作電壓的(de)測量；            ●  單片機SPWM驅動腳波形測量；
●  全橋驅動器輸出波形測量；        ●  母線電壓輸出波形（有效值、峰值）測量；
●  母線電壓輸出頻率測量；            ●  母線前饋電壓電流采集測量。
單元系統主要實驗：
●  逆變原理(lǐ)實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）
●  逆變過載保護實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）
●  逆變器與市電互補實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）
●  逆變器欠過壓等保護實驗（結合試驗箱上電路原理(lǐ)圖、測試點、顯示儀表和(hé)原理(lǐ)）