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、有源逆变: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。2、无源逆变：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

2、，是构成电力电子技术的重要内容。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。（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。（5）电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）4.1.2逆变电路的分类（1）、根据输入直流电源特点分类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。（2）、根据电

3、路的结构特点分类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。4.1.2逆变电路的分类（3）、根据换流方式分类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）、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4.1.3逆变电路用途逆变器的用途十分广泛：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，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

4、频电源，高频电源等。返回4.2逆变电路的工作原理1、主要功能: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：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f交替切换开关T、T和S14T、T时，则在电阻R上获得如图234.2.4(b)所示的交变电压波形，其周期T=1/f，这样，就将直流电压E变成了sS交流电压u。u含有各次谐波，如果想oo得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波图4.2.1单相桥式逆变电路工作原理获得。图4.2.1(a)中主电路开关T~T，它实际是各种

5、半导体开关器件的14一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关返断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管回（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。4.3电压型逆变电路动4.3.1电压型单相半桥逆变电路画1.电压型逆变电路半桥逆变电路结构及波形：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C和C，且满足C=C。设感性负载连接在A、12120两点间。T和T之间存在死区时间，以避免上、下直通，在死12区时间内两晶闸管均无驱动信号。2输出电压有效值

6、为:1TS/2UdUdUdt(4.3.1)OT022S由傅里叶分析，输出电压瞬时值为:2Uduosinnt(4.3.2)n1,3,5,n2f其中，s为输出电压角频率。当n=1时其基波分量的有效值为:2UdU0.45U(4.3.3)O1d2缓冲电2、工作原理：感反馈在一个周期内，电力晶体管T和T的基极信号12的各有半周正偏，半周反偏，且互补。无若负载为阻感负载，设t时刻以前，T有驱动信功21号导通，T截止，则u=U/2。能20d量t时刻关断的T，同时给T发出导通信号。由于212感性负载中的电

7、流i。不能立即改变方向，于是D导2通续流，u=－U/2。0dt时刻i。降至零，D截止，T导通，i。开始反322向增大，此时仍然有u=－U/2。0d在t时刻关断T，同时给T发出导通信号，由于421感性负载中的电流i。不能立即改变方向，D先导通1续流，此时仍然有u=U/2；0dt时刻i。降至零，T导通，u=U/2；510d图4.3.1电压型半桥逆变电路及其电压电流波形优点：简单，使用器件少；缺点：1）交流电压幅值仅为U/2；d2）直流侧需分压电容器；3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接LC滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输出电压中的

8、高次谐波。应用：用于几kW以下的小功率逆变电源；4.3.2电压型单相全桥逆变电路1、电路工作过程：全控型开关器件T和T构成一对桥臂，14T和T构成一对桥臂,T和T同时通、断；2314T和T同时通、断。T(T