详细逆变电路原理分析

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1、第4章:无源逆变电路4.1逆变器的性能指标与分类4.2逆变电路的工作原理4.3电压型逆变电路4.4电流型逆变电路4.5负载换流式逆变电路4.1逆变器的性能指标与分类1）定义：将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去。2）应用：直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。1）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载2）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。1、有源逆变:2、无源逆变

2、：变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）一、高频感应加热的原理感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗。以及导体内磁场的作用(磁滞损耗引起导体自身发热而进行加热的)。二、感应加热系统的构成感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。其工作步骤是①由高频电源把普通电源(220v/50hz)变成高压高频低电流输出，(其频率的高低根据加热对象而定，就其包材而言，一般频率应在480kHZ左右。)②通过变压器把

3、高压、高频低电流变成低压高频大电流。③感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。一般电流越大.磁场强度越高。UPS（UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电

4、）时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。4.1.1逆变器的性能指标（1）谐波系数HF：谐波分量有效值同基波分量有致值之比。（2）总谐波系数：总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。（5）电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）（3）逆变效率（4）单位重量的输出功率:衡量逆变器输出率密度的指标。4.1.2逆变电路的分类①电压型：输人端并接有大电容，输入直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。②电流型：输入端串接有

5、大电感，输入直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交流电流输出。（1）、根据输入直流电源特点分类①半桥式逆变电路；②全桥式逆变电路；③推换式逆变电路；④其他形式：如单管晶体管逆变电路。（2）、根据电路的结构特点分类4.1.2逆变电路的分类（3）、根据换流方式分类（4）、根据负载特点分类①非谐振式逆变电路②谐振式逆变电路①负载换流型逆变电路；②脉冲换流型逆变电路；③自换流型逆变电路。4.1.3逆变电路用途1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流电动机调速。2、可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，

6、通信等辅助电源也要用CVCF电源。3、可以做成感应加热电源，例如中频电源，高频电源等。逆变器的用途十分广泛：返回4.2逆变电路的工作原理开关T1、T4闭合，T2、T3断开：u0=Ud；开关T1、T4断开，T2、T3闭合：u0=－Ud;当以频率fS交替切换开关T1、T4和T2、T3时，则在电阻R上获得如图4.2.4(b)所示的交变电压波形，其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了交流电压uo。uo含有各次谐波，如果想得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波获得。图4.2.1单相桥式逆变电路工作原理1、主要功能:图4.2.1(a)中主电路开关T1~T4，它实际是各种半

7、导体开关器件的一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。2、工作原理：返回它由两个导电臂构成，每个导电臂由一个全控器件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容C1和C2，且满足C1=C2。设感性负载连接在A、0两点间。T1和T2之间存在死区时间，以避免上、下直通，在死区时间内两晶闸管均无驱动信号。1.电压型逆变电路半桥逆变电路结构及波形：4.3.1电压型单相半桥逆变电路4.3电