电力电子技术第4章 逆变电路资料课件.ppt

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1、4.1换流方式4.2电压型逆变电路4.3电流型逆变电路4.4多重逆变电路和多电平逆变电路本章小结第4章逆变电路引言■逆变的概念◆与整流相对应，直流电变成交流电。◆交流侧接电网，为有源逆变。◆交流侧接负载，为无源逆变。■逆变与变频◆变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。◆交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。■逆变电路的主要应用◆各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。◆交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。24.1换流方式4.1.1逆变电路

2、的基本工作原理4.1.2换流方式分类34.1.1逆变电路的基本工作原理■单相桥式逆变电路的工作原理◆S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。负载a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2◆当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，这样就把直流电变成了交流电。44.1.1逆变电路的基本工作原理负载a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2◆改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。◆电阻负载时，负载电流io和

3、uo的波形相同，相位也相同。◆阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。54.1.2换流方式分类■换流◆电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。◆研究换流方式主要是研究如何使器件关断。换流方式器件换流电网换流利用全控型器件的自关断能力进行换流负载换流强迫换流64.1.2换流方式分类◆电网换流（LineCommutation）☞电网提供换流电压的换流方式。☞将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。uuu10ud2010OOIdidUd<

4、aVT1VT2VT2id=iVT+iVT12iiiwtwtEM74.1.2换流方式分类a)uωtωtωtωtOOOOiit1b)ouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4◆负载换流☞由负载提供换流电压的换流方式。☞负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流，如电容性负载和同步电动机。84.1.2换流方式分类◆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压或反电流。☞通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。强迫换流直接耦合式强迫换流电感耦合式强迫换流94.1.

5、2换流方式分类电感耦合式强迫换流直接耦合式强迫换流由换流电路内电容直接提供换流电压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104.1.2换流方式分类器件换流电网换流只适用于全控型器件负载换流强迫换流针对晶闸管而言自然换流外部换流114.2电压型逆变电路4.2.1单相电压型逆变电路4.2.2三相电压型逆变电路124.2电压型逆变电路·引言■根据直流侧电源性质的不同，可以分为两类◆电压型逆变电路：直流侧是电压源。◆电流型逆变电路：直流侧是电流源。■电压型逆变电路的特点◆直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本

6、无脉动。◆由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。◆阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。134.2.1单相电压型逆变电路a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2■半桥逆变电路◆在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点便成为直流电源的中点，负载联接在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。144.2.1单相电压型逆变电路a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2

7、t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2◆工作原理☞设开关器件V1和V2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。☞输出电压uo为矩形波，其幅值为Um=Ud/2。☞电路带阻感负载，t2时刻给V1关断信号，给V2开通信号，则V1关断，但感性负载中的电流io不能立即改变方向，于是VD2导通续流，当t3时刻io降零时，VD2截止，V2开通，io开始反向。154.2.1单相电压型逆变电路☞V1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量；VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反

8、馈。VD1、VD2称为反馈二极管,它又起着使负载电流连续的作用，又称续流二极管。a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2164.2.1单相电压型逆变电路◆优点是简单，使用器件少；◆缺点是输出交流电压的幅值Um仅为Ud/2，且直流侧需要两个电容器