电力电子应用技术莫正康版主编

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1、第七章变频电路第一节变频电路的基本概念第二节谐振型逆变电路第三节三相逆变器第四节脉宽调制技第五节交流变频调速原理逆变概念：逆变——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，为无源逆变本章讲述无源逆变电路第一节变频电路的基本概念一、变频器及其分类变频电路从变频过程分可分为二大类：①交流—交流变频，它将50Hz的交流直接变成其它频率(低于50Hz)的交流，称直接变频。②交流—直流—交流变频，将50Hz交流先整流为直流，再由直流逆变为所需频率的交流。逆变与变频的关系其中交直交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部

2、分属于无源逆变.串联二极管式器件导通时间电力电子器件交流-交流变频（直接变频）交流-直流-交流变频（间接变频）换流方式直流电源型脉宽调制型(PWM)全控型功率器件普通晶闸管180°导电120°导电带辅助晶闸管串联电感式强迫换流负载谐振换流电压型电流型变频器（单相、三相）上述两大类变频器又可细分如下表:以单相桥式逆变电路为例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二、无源逆变器(Invener)的简单工作原理S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负直流交流改变两

3、组开关切换频率，可改变输出交流电频率电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同电感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同5.1.1t1前：S1、S4通，uo和io均为正t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，uo变负，但io不能立刻反向io从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io才反向并增大过程分析：换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相开通：适当的门极驱动信号就可使其开通关断：全控型器件可通过门极关断半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断一

4、般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断研究换流方式主要是研究如何使器件关断5.1.2利用全控型器件的自关断能力进行换流1.器件换流（DeviceCommutation）2.电网换流（LineCommutation）由电网提供换流电压称为电网换流可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路不需器件具有门极可关断能力，也不需要为换流附加元件3.负载换流（LoadCommutation）由负载提供换流电压称为负载换流负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流负载为电容性负载时，负载为同步电动机时，可实现负载换流4.强

5、迫换流（ForcedCommutation）设置附加的换流电路，通常由电感、电容、小容量晶闸管等组成。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称为强迫换流,通常利用附加电容上储存的能量来实现，也称为电容换流。亦称脉冲换流。生产中大量是电感性负载，必须采用强迫换流。总共有四种换流方式1.器件换流2.电网换流3.负载换流4.强迫换流三、电感性负载与反馈(续流)二极管在实际应用中用到大量电感性负载，此时采用恒定电压Ｕd供电的电压型电路将无法工作，因为在半周末关断一对晶闸臂和导通另一对晶闸管时，由于负载是电感性的，电流滞后于电压，故

6、此时电流还未到零，如使负载电流瞬时反向，将在负载电感两端感应出大电压，使管子损坏。为此必须在晶闸管两端反并联一个二极管(称为反馈二极管)，电路才能正常工作。第二节谐振型逆变电路一、并联谐振逆变器换流电容与负载电路并联，换流是基于并联谐振的原理，这类逆变器称为并联谐振逆变器简称并联逆变器、较多用于金属的熔炼、透热和淬火的中频加热电源。限制电流上升率di／dt滤波。属于电流型逆变器二、串联谐振逆变器换流电容与负载电路串联，它的换流是基于串联谐振的原理，这类逆变器称为串联谐振逆变器，筒称串联逆变器。IGBT谐振型逆变器逆变电路按其直流电源性质

7、不同分为两种电压型逆变电路或电压源型逆变电路电流型逆变电路或电流源型逆变电路电压型逆变电路的特点(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；(2)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（电感负载时，电流波形为三角波）(3)阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。注：电压型逆变电路一般采用全控型元件较多,且多采用PWM控制技术。电压型逆变电路举例:电压型全桥逆变电路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

8、流侧反馈。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。1．半桥逆变电路电路结构：单相半桥电压型逆变电路及其工作波形V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏，两者互补，