电力电子技术第5章a课件.ppt

《电力电子技术第5章a课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、黄华芳主讲人：第5章变换器交−直−交5.1引言交-直-交变换器就是把工频交流电先通过整流器整流成直流，而后再通过变换器，把直流电逆变成为频率可调的交流电。交-直-交变换器由交-直变换器和直-交变换器两部分组成，交-直变换器属整流器；直-交变换器就是把直流电变成交流电，称为逆变器。逆变变频交流侧接电网，为有源逆变。交流侧接负载，为无源逆变。交-交变频（直接变频）：不通过中间直流环节而直接把工频交流电变换成不同频率交流电，第3章已讲述。交-直-交变频（间接变频）：中间经过直流环节，其中交-直变换第2章已讲述，本章主要讲述直-交变换部分。√√逆变器的分类(1)根据输出相数的不同单相逆变器三相逆

2、变器(2)按主电路结构分半桥逆变器全桥逆变器二/三/多电平逆变器(3)根据直流侧电源性质的不同电压型逆变器：直流侧是电压源电流型逆变器：直流侧是电流源5.2.1逆变器的基本原理（以单相桥式逆变器为例）当S1、S4闭合（S2、S3断开）时，负载电压uo为正。当S2、S3闭合（S1、S4断开）时，负载电压uo为负。改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。(1)负载为电阻io与uo形状相同，相位也相同(2)负载为阻感t1之前：S1,4导通，uo>0，iot1时刻：断开S1,4，合上S2,3，uo<0，io>0t1~t2：uo<0，io，电感能量回馈给电源t2时刻：uo<0，io=

3、0t2~t3：S2,3继续导通，uo<0，io反向t3时刻：断开S2,3，合上S1,4，uo>0，io<0t3~t4：uo>0，io反向，电感能量送回电源5.2逆变器的基本原理及环流方式5.2.2换流方式换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，也叫换相。研究换流方式主要是研究如何使器件关断。一般来说，换流方式可分为以下四种：(1)器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流。(2)电网换流：由电网提供换流电压。(3)负载换流：由负载提供换流电压。只要负载电流超前于负载电压的场合就能实现负载换流。并联或串联谐振式中频电源就是属于负载换流的。触发时刻必须在uo过零前并留有足

4、够的裕量(4)强迫换流：设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式。强迫换流通常利用附加电容上所储存的能量来实现。直接耦合式：由换流电路内电容直接提供换流电压电感耦合式：通过换流电路内的电容和电感的耦合来提供换流电压或换流电流5.3.1单相电压型逆变器1.半桥电压型逆变器半桥电压型逆变器如右图所示。它有两个桥臂，每个桥臂由一个开关管和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的大电容（设C1,2），两个电容的连接点便成为直流电源的中点。开关管VT1和VT2的栅极信号在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二者互补。5.3电压型逆变器t1~t2：VT1通

5、态，VT2断态，uo=Ud/2，iot2：开通VT2，关断VT1，io>0，VD2续流，t2~t3：VD2通态，uo=−Ud/2，iot3：uo=−Ud/2，io=0t3~t4：VT2通态，VT1断态，uo=−Ud/2，io反向t4：开通VT1，关断VT2，io<0，VD1续流，t4~t5：VD1通态，uo=Ud/2，io反向t5：uo=Ud/2，io=0uo=−Ud/2uo=−Ud/2工作过程分析输出电压为矩形波，其幅值为Ud/2输出电流io波形随负载情况而异当VT1或VT2为通态时，uo、io同方向，直流侧向负载提供能量。当VD1或VD2为通态时，uo、io反方向，负载电感中

6、储存的能量向直流侧反馈，即负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，直流侧电容起缓冲作用。把uo展开成傅立叶级数为其中，基波幅值Uo1m和基波有效值Uo1分别为半桥电压型逆变器的特点：优点：电路简单，使用器件少缺点：输出交流电的幅值仅为电源电压的一半，且直流半桥电压型逆变器常用于几kW以下的小功率逆变电源。侧需要两个电容器串联。2.全桥电压型逆变器全桥电压型逆变器如下图所示。它共有四个桥臂，可以看成由两个半桥电路组合而成。把桥臂1和桥臂4作为一对，桥臂2和桥臂3作为另一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180º。把uo展开成傅立叶级数为基波幅值Uo1m和基波有效值Uo1为在直流电压

7、和负载都相同的情况下，全桥逆变器输出电压/电流的波形均与半桥时形状相同，但其幅值增加一倍。3.移相调压先前分析的均为180º导电方式，要改变输出电压有效值只能改变直流电压。实际上，还可以采用移相方式来调节输出电压有效值，这种方式称为移相调压。每个桥臂的导电角度为180º同一相上下两个臂交替导通(1)全桥电压型逆变器uGE仍为180º正偏、180º反偏，且uGE1、uGE2互补，uGE3、uGE4互补。uGE4、uGE3比uGE1、u