电力电子技术 第２版 教学课件 作者 黄家善 主编 - 副本第八章逆变电路-(出版社).ppt

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1、第八章逆变电路第一节无源逆变及基本电路第二节电压型和电流型逆变器第三节脉宽调制型逆变电路*第四节软开关技术本章小节1逆变概念：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，为无源逆变本章讲述无源逆变逆变与变频变频电路：交交变频和交直交变频两种交直交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变逆变电路的应用逆变电路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内容第一节无源逆变及其基本电路第二节电压型和电流型逆变器第三节脉宽调制型逆变电路第四节软开关技术第八章逆变电路—引言交流负载供电直流电源

2、如蓄电池、干电池和太阳能电池2第一节无源逆变及基本电路一、逆变电路的工作原理二、基本逆变电路3以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理一、逆变电路的工作原理图8-1逆变电路工作原理Q1~Q4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。4一、逆变电路的工作原理+-S1、S4闭合、S2、S3断开5一、逆变电路的工作原理-+S1、S4断开、S2、S3闭合6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。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。一、逆变电路的工作原理电阻负载阻感负载7换相

3、——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。逆变电路的换相开通：适当的门极驱动信号就可使器件开通。关断：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。研究换相主要是研究如何使器件关断。81)器件换相（DeviceCommutation）利用全控型器件的自关断能力进行换相。在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换相方式是器件换相。2)电网换相（LineCommutation）电网提供换相电压的换相方式。将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需

4、要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。逆变电路的换相93)负载换相（LoadCommutation）由负载提供换相电压的换相方式。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换相。4)强迫换相（ForcedCommutation）设置附加的换相电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换相方式称为强迫换相。通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换相。逆变电路的换相10换相方式分为外部换相和自换相两大类，外部换相包括电网换相和负载换相两种，自换相包括器件换相和强迫换相两种。晶闸管时代十分重要，全控型器件时代其重要性有所下降。

5、逆变电路的换相11二、基本逆变电路1、半桥逆变电路2、全桥逆变电路121、半桥逆变电路t1~t2：C1——V1——负载，输出电压右正左负-+图8-4半桥逆变电路131、半桥逆变电路t2~t3：C2——VD2——负载，二极管VD2续流，输出电压左正右负+-14t3~t4：C2——V2——负载，输出电压右正左负+-1、半桥逆变电路15-+t4~t5：C1——VD1——负载，二极管VD1续流，输出电压左负右正1、半桥逆变电路161、半桥逆变电路-++-+--+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

6、或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量；VD1或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,起着使负载电流连续的作用，又称续流二极管。171、半桥逆变电路优点：电路简单，使用器件少。缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，且直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡。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。182、全桥逆变电路tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特点共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电

7、压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。8-5全桥逆变电路及波形19输出电压定量分析uo成傅里叶级数(8-1)基波幅值(8-2)基波有效值(8-3)uo为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现20第二节电压型和电流型逆变器逆变电路的分类——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直流侧大电容滤波是电压源电流型逆变电路——又称为电流源型逆变电路CurrentSourceTypeInverter-VSTI直流侧大电感滤波是电流源21一、电压型逆变器