直流交流变换器(逆变器)

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1、1第四章直流/交流变换器（逆变器）电力电子学——电力电子变换和控制技术（第三版）2第四章直流/交流变换器（逆变器）4.1逆变器的类型和性能指标4.2电压型单相方波逆变电路工作原理4.3单相逆变器单脉波脉冲宽度控制(PWM)4.4正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术4.5三相逆变电路工作原理4.6大功率逆变电路3第四章直流/交流变换器4.1逆变器的类型和性能指标4.2电压型单相方波逆变电路工作原理4.3单相逆变器单脉波脉冲宽度控制4.4正弦脉冲宽度调制技术4.5三相逆变电路工作原理4.6大功率逆变电路4逆变器的类型逆变器输出波形性能指标4.1逆变器的类型和性能指

2、标5逆变器的类型(按直流电源特性分类)电压型逆变器VSI电流型逆变器CSICdLdVSI特点：直流输入具有电压源特性，故逆变输出也呈现电压源特性;桥臂不可直通，输出不可短路。CSI特点：直流输入具有电流源特性，故逆变输出也呈现电流源特性;桥臂可直通，输出可短路。VSI应用广泛，CSI通常在大功率领域有所应用。原因是：电感储能密度小，导致装置的体积大，笨重;多数全控器件不具备逆阻特性,使用时需串联二极管。6单相半桥单相全桥推挽逆变三相桥式Co2nCo1T1T2D1D2ZaiaVDT3T4D3D4ZaiaVDT1D1T2D4b也称H桥逆变器的类型(按逆变器电路

3、结构分类)OVD/2VD/2T3T6D3D6T1D1T4D2T5T2D5D2iAiBiCABC7按输出电压不同分为：1.恒压恒频型（CVCF，ConstantVoltageConstantFrequency）2.变压变频型（VVVF，VariableVoltageVariableFrequency）3.脉冲电压（电流）型按开关器件不同及换流关断方式不同分类：1.自关断型2.强迫关断型3.电网换流型（有源逆变或负载反电动势换流）4.负载谐振换流型逆变器的类型(其它分类方式)8谐波系数HF总谐波系数THD畸变系数DF最低次谐波LOH逆变器输出波形性能指标9谐波

4、系数HF谐波系数（HarmonicFactor）定义：第n次谐波分量的有效值和基波分量的有效值之比。定义公式：HFn=Vn/V1无效成份有效成份越小越好意义：HF表征了某一次谐波含量相对于基波的大小。10总谐波系数THDTHD（TotalHarmonicDistortion）定义：所有非基波成份的有效值与基波分量有效值之比。定义公式：总无效成份有效成份越小越好理想正弦为零意义：THD表征了实际波形与理想基波正弦分量的差异程度。公式变形：11畸变系数DF畸变系数（DistortionFactor）：各次谐波分量经过加权以后的总有效值与基波有效值之比。加权的含

5、义：滤波器对不同的频率分量衰减不同，故滤波后的各谐波分量不再是滤波前的值。应该将滤波器对谐波的衰减效应体现出来。不同类型的滤波器对相同频率的谐波衰减也不同。DF的意义：评估非正弦的周期性波形经过滤波以后的畸变程度。12DFI：对应一阶滤波器DF的定义式DFII：对应二阶滤波器第n次谐波经过滤波器后，衰减为原来的1/n2第n次谐波经过滤波器后，衰减为原来的1/n13最低次谐波LOH最低次谐波（Lowest-OrderHarmonic）：距离基波频率最近的谐波关注LOH的原因：逆变器的滤波器一般具有低通特性，对高次谐波衰减强烈。因此滤波器设计时重点考虑滤波器对

6、最低次谐波的衰减效果。LOH的决定因素：1.开关频率2.调制方式14第四章直流/交流变换器4.1逆变器的类型和性能指标4.2电压型单相方波逆变电路工作原理4.3单相逆变器单脉波脉冲宽度控制4.4正弦脉冲宽度调制技术4.5三相逆变电路工作原理4.6大功率逆变电路15电压型单相半桥逆变电路电压型单相全桥逆变电路变压器中心抽头推挽式单相逆变电路4.2电压型单相方波逆变电路工作原理16电压型单相半桥逆变电路（电阻负载）电容很大，近似认为电容电压恒定。电容相等，电压均分。T1、T2周期性交替通、断，产生交变的VanT1驱动导通时，T2关断；2.T2驱动导通时，T1关

7、断。Co2nCo1T1T2D1D2RaiaVD驱动T1驱动T2T1ONT2ONvanT0.5VD0t输出电压波形0.5VD/R0tia负载电阻电流波形17电压型单相半桥逆变电路（纯电感负载）T1驱动导通时，T2关断。2.T2驱动导通时，T1关断电流为什么没有直流分量？驱动T1驱动T2D1T1D2T2T0.5VD0tvan输出电压波形T0tia负载电感电流波形Co2nCo1T1T2D1D2LaiaVD18电压型单相半桥逆变电路（阻感负载）Co2nCo1T1T2D1D2ZaiaVDT0.5VD0tvan输出电压波形To0tia负载电感电流波形驱动T1驱动T2D

8、1T1D2T219电压型单相全桥逆变电路（电阻负载）T1、T4一组