《单相方波电压逆变》PPT课件

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1、第4章逆变电路•引言【原第5章】逆变的概念逆变——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。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。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。本章讲述无源逆变1IntroductionDC-to-acconvertersareknowsasinverters.Thefunctionofaninver

2、teristochangeadcinputvoltagetoasymmetricacoutputvoltageofdesiredmagnitudeandfrequency.Theoutputvoltagecouldbefixedorvariablefrequency.Avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingtheinputdcvoltageandmaintainingthegainoftheinverterconstant.Ontheotherhand,ifthedcinputvoltageis

3、fixedanditisnotcontrollable,avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingthegainoftheinverter,whichisnormallyaccomplishedbypulse-width-modulation(PWM)controlwithintheinverter.2以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理4.1.1逆变电路的基本工作原理逆变电路及其波形举例负载a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及

4、辅助电路组成。34.1.1逆变电路的基本工作原理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。直流电交流电44.1.1逆变电路的基本工作原理逆变电路最基本的工作原理——改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。逆变电路及其波形举例a)b)tuoiot1t2电阻负载时，负载电流io和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【阅读】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。开通：适当的门极驱动信号就可使器件开通。关断

5、：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。64.2电压型逆变电路1）逆变电路的分类——根据直流侧电源性质的不同电压型逆变电路——又称为电压源型逆变电路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流侧是电压源电流型逆变电路——又称为电流源型逆变电路CurrentSourceTypeInverter-CSTI直流侧是电流源74.2电压型逆变电路2）电压型逆变电路的特点电压型全桥逆变电路(1)直流侧为电压源或并联大

6、电容，直流侧电压基本无脉动。(2)输出电压为交流方波，输出电流因负载阻抗不同而不同。(3)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。84.2.1单相电压型方波逆变电路1）半桥逆变电路u单相半桥电压型逆变电路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2工作原理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，输出电压uo为矩形波，幅值为Um=Ud/2。V1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量；VD1或

7、VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈。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。实际因功率管关断不能瞬时完成，为防止电源经功率管短路，上下管交替导通间须插入死区保证先关后开9输出电压有效值基波有效值输出电流10例：单相半桥逆变器电阻负载，输入直流电压200V，负载电阻10W，求输出电压基波有效值；输出功率；功率管每管电流平均值；总谐波失真度THD114.2.1单相电压型方波逆变电路优点：电路简单，使用器件少。缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，基波有效值为0.45Ud，且直流侧需两电容器串联，要控

8、制两者电压均衡。应用：用于几kW以下的小功率逆变电源。单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。12单相电压型方波全桥逆变电路2)全桥逆变电路共四个桥臂，