电力电子技术 配套课件教学课件 作者 徐立娟 模块四——项目8.ppt

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1、电力电子技术2010年6月长沙民政职业技术学院电子信息工程系项目八中频感应加热电源逆变主电路【学习目标】·了解逆变的基本概念。·掌握单相串并联谐振逆变电路的工作原理。·了解单相并联谐振逆变触发电路。·掌握中频感应加热电源的工作原理。·了解常用的中频感应加热装置的使用注意事项。·熟悉中频感应加热装置的安装、调试，简单的故障维修方法。·在小组合作实施任务过程中培养与人合作的精神、电工安全操作规程。·了解复杂电力电子装置的安装调试方法。长沙民政职业技术学院电子信息工程系一、项目分析中频感应加热电源是一种利用整流电路将交流电整流为直流电，经电抗器平波后，成为一个恒定的直

2、流电流源，再经单相逆变电路，把直流电流逆变成一定频率（一般为1000至8000Hz）的单相中频电流的装置。因此，中频感应加热电源由可控或不可控整流电路、逆变电路和一些控制保护电路组成。整流电路已经在模块二中的项目四已经介绍，已经知道交流电整流是如何转换为可变直流电的了。那么，中频感应加热电源如何将整流电路输出的直流电逆变成一定频率的交流电？逆变电路对触发电路有什么要求？下面来介绍相关知识。长沙民政职业技术学院电子信息工程系二、相关知识（一）逆变的基本概念和换流方式1．逆变的基本概念将直流电变换成交流电的电路称为逆变电路，根据交流电的用途可以分为有源逆变和无源逆变

3、。有源逆变是把交流电回馈电网，无源逆变是把交流电供给不同频率需要的负载。无源逆变就是通常说到的变频。2．逆变电路基本工作原理逆变电路原理示意图和对应的波形图如图。长沙民政职业技术学院电子信息工程系工作原理：单相桥式逆变电路，四个桥臂有开关构成，输入直流电压Ud。当开关S1、S4闭合，S2、S3断开，负载上得到左正右负的电压，输出uo为正；间隔一段时间后将S1、S4断开，S2、S3闭合，负载上得到右正左负的电压，即输出uo为负。若以一定频率交替切换S1、S4和S2、S3，负载上就可以得到图4-11（b）所示波形。这样就把直流电变换成交流电。改变两组开关的切换频率，

4、可以改变输出交流电的频率。电阻性负载时，电流和电压的波形相同。电感性负载时，电流和电压的波形不相同，电流滞后电压一定的角度。长沙民政职业技术学院电子信息工程系3．逆变电路的换流方式对逆变器来说，关键的问题是换流。换流实质就是电流在由半导体器件组成的电路中不同桥臂之间的转移。常用的电力变流器的换流方式有以下几种：（1）负载谐振换流由负载谐振电路产生一个电压，在换流时关断已经导通的晶闸管，一般有串联和并联谐振逆变电路，或两者共同组成的串并联谐振逆变电路。（2）强迫换流附加换流电路，在换流时产生一个反向电压关断晶闸管。（3）器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流。

5、长沙民政职业技术学院电子信息工程系4．逆变电路的分类电路根据直流电源的性质不同，可以分为电流型、电压型逆变电路。（1）电压型逆变电路电压型逆变电路的基本特点1)直流侧并联大电容，直流电压基本无脉动。2)输出电压为矩形波，电流波形与负载有关。3)电感性负载时，需要提供无功。为了有无功通道，逆变桥臂需要并联二极管。长沙民政职业技术学院电子信息工程系（2）电流型逆变电路1）直流侧串联大电感，直流电源电流基本无脉动。2）交流侧电容用于吸收换流时负载电感的能量。这种电路的换流方式一般有强迫换流和负载换流。3）输出电流为矩形波，电压波形与负载有关。4）直流侧电感起到缓冲无功

6、能量的作用，晶闸管两端不需要并联二极管。长沙民政职业技术学院电子信息工程系（二）单相谐振逆变电路1．单相并联谐振逆变电路（1）电路结构长沙民政职业技术学院电子信息工程系（2）工作原理单相并联谐振逆变电路波形如图所示。输出的电流波形接近矩形波，含有基波和高次谐波，且谐波的幅值小于基波的幅值。长沙民政职业技术学院电子信息工程系2．单相串联谐振逆变电路单相串联谐振逆变电路结构如图所示。直流侧采用不可控整流电路和大电容滤波，从而构成电压源型变频电路。电路为了续流，设置了反并联二极管VD1～VD4,补偿电容C和负载电感线圈构成串联谐振电路。为了实现负载换流，要求补偿以后的

7、总负载呈容性,即负载电流io超前负载电压uo的变化。长沙民政职业技术学院电子信息工程系图为电路输出电压和电流波形图。设晶闸管VT1、VT4导通，电流从A流向B，uAB左正右负。由于电流超前电压，当t＝t1时，电流io为零，当t＞t1时，电流反向。由于VT2、VT3未导通，反向电流通过二极管VD1、VD4续流，VT1、VT4承受反压关断。当t＝t2时，触发VT2、VT3，负载两端电压极性反向，即uAB左负右正，VD1、VD4截止，电流从VT2、VT3中流过。当t＞t3时，电流再次反向，电流通过VD2、VD3续流，VT2、VT3承受反压关断。当t＝t4时，再触发VT

8、2、VT3。二极管导通时