有源逆变

在逆变电路中，把直流电经过直交变换，向交流电源反馈能量的变换电路

有源逆变是指在逆变电路中，把直流电经过直交变换，向交流电源反馈能量的变换电路。

简介

有源逆变电路通常是将直流电能转换为50Hz（或60Hz）的交流电能并馈入公共电网，相应的装置称为有源逆变器。

有源逆变与无源逆变的区别：逆变电源就是把直流电逆变成交流电。有有源逆变也有无源逆变。比如说直流电压，经过一个简单的单相H型晶闸管桥，H的横就是那个输出，H的竖线上各有四个晶闸管，编号上12，下34，则分别开通14和23就得到正负相隔的输出电压和电流了，逆变电源的应用是很广的，无源逆变电路出端交流电能直接输向用电设备的逆变电路。生产实践中常要求把工频交流电能或直流电能变换成频率和电压都可调节的交流电能供给负载，这就需要采用无源逆变电路。在电力电子电路中，除指明为有源逆变电路者外，均为无源逆变电路。

工作原理

整流是把交流电变换成直流电供给负载，那么，能不能反过来，利用相控整流电路把直流电变为交流电呢?完全可以。我们把这种整流的逆过程称为逆变。在许多场合，同一套晶闸管或其他可控电力电子变流电路既可作整流又可作逆变，这种装置称为变流装置或变流器。根据逆变输出交流电能去向的不同，所有逆变电路又分为有源逆变(Regenerative Inversion)和无源逆变(Reactive Inversion)两种。前者以电网为负载，即逆变输出的交流电能回送到电网，后者则以用电器为负载，如交流电机、电炉等。

逆变电路采用三相桥式结构。由于采用负载换流方式，故桥中开关元件可采用普通晶闸管。其出端A、B、C经限流电感Lа、Lb和Lc与公共电网联结。此处三相电网作为逆变电路负载接受其馈入电能，桥中各晶闸管T1～T6均工作于开关状态，采用相控方式。各晶闸管的导通时刻由加到各门极脉冲的相位决定。逆变桥可视为按一定时序依次轮番通断的 6只开关。但在任何稳定导通状态中，桥中只有两支元件处于导通状态(其余为阻断状态)。

当变换装置交流侧接在电网上，把直流电逆变成同频率的交流电回馈到电网上去，称为有源逆变。当变换装置交流侧和负载连接时，将由变换装置直接给电机等负载提供频率可变的交流电，这种工作模式称为无源逆变。

有源逆变本质上是触发角大于90度的整流，有源逆变的拓扑结构与整流一模一样，只是当触发角大于90度时整流电路的功率方向发生了变化，相当于实现了逆变功能。所以有源逆变的交流侧一定需要电源。

应用

有源逆变电路常用于变频调速系统中。在变频调速系统中．电动机的减速和停止都是通过逐渐减小运行频率来实现的。在变频器频率减小的瞬间，电动机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电动机转子的实际转速往往并不能立刻下降，它的转速变化具有一定的时间滞后性，这时会出现实际转速大于给定转速，从而产生电动机反电动势高于变频器直流端电压的情况，这时电动机就变成发电机。在这种情况下，电动机非但不消耗电网的电能，反而可以通过变频器中的能量回馈单元向电网回馈电能，这样既有良好的减速效果，又将动能转化为电能，向电网回馈电能而能达到能量回收的节能效果。交流电动机和直流电动机在制动过程中也会转为发电状态而使直流母线电压上升，其回馈制动系统采用有源逆变技术将能量回馈给交流电网，以代替传统的电阻能耗制动，这种回馈制动方法既节约了电能，又提高了安全性。

此外，有源逆变电路还常用于新能源发电领域和直流输电。随着煤和石油等不可再生资源的大量消耗，以及利用它们发电过程中产生的大量有害气体和温室效应所造成的能源和环境危机日趋严重．迫使人类开始探索利用各种可再生能源和研发新的发电技术，其中不少发电方式——太阳能光伏发电、燃料电池发电等产生的电能都是直流电，这些直流电往往需要通过有源逆变电路转变为交流电然后并入交流输配电网络以供使用。另一方面，高压直流输电技术业已成熟并进入到了实用阶段，无论是僻远地区的风力发电或太阳能发电等所生产出的各种清洁电能，还是煤区就地燃煤发电所生产出的电能，都可以通过远距离高压直流输电线路送到有用电需求的地区，这种直流电往往也需要通过有源逆变电路转变为交流电并最终并入交流电网。

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