无源逆变电路ppt课件.ppt

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1、电力电子变流技术第二十八讲1第8章无源逆变电路引言8.1逆变基本工作原理8.2电压型逆变电路8.3电流型逆变电路2第8章无源逆变电路•引言逆变的概念逆变——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3第8章无源逆变电路•引言无源逆变分类无源逆变直流输

2、入交流输出按输入分:(1)电流型:以电流作为直流输入,典型特征:有电感(2)电压型:以电压作为直流输入,典型特征:有电容按输出分:(交流电的主要特征:电压和频率)(1)恒压恒频(CVCF):不间断电源(UPS)(2)变压变频(VVVF):交流调速(3)恒压变频(CVVF):感应加热(4)变压恒频(VVCF):软起动器(交流调压)48.1逆变电路的基本工作原理以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理图8-1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，由电力电子器件及辅助电路组成。58.1逆变电路

3、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68.1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。图5-1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。78.2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

4、源电流型逆变电路——又称为电流源型逆变电路CurrentSourceTypeInverter-VSTI直流侧是电流源88.2电压型逆变电路2）电压型逆变电路的特点图5-5电压型全桥逆变电路(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。(2)输出电压为矩形波，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。98.2电压型逆变电路8.2.1单相电压型逆变电路8.2.2三相电压型逆变电路108.2.1单相电压型逆变电路1）半桥逆变电路u图5－6单相半桥电压型逆变电路及其工

5、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。118.2.1单相电压型逆变电路优点：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

6、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。128.2.1单相电压型逆变电路2)全桥逆变电路共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。图5-7单相全桥逆变电路的移相调压方式tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo138.2.1单相电压型逆变电路阻感负载时，还可采用移相得方式来调节输出电压－移相调压。a)图5-7单相全桥逆变电路的移相调压方式tOtOtOtOtO?

7、b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV3的基极信号比V1落后q（0＜q＜180°）。V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180°－q。输出电压是正负各为q的脉冲。改变q就可调节输出电压。148.2.1单相电压型逆变电路3）带中心抽头变压器的逆变电路图5-8带中心抽头变压器的逆变电路Ud和负载参数相同，变压器匝比为1：1：时，uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。与全桥电路的比较：比全桥电路少用一半开关器件。器件承受的电压为2Ud，比全桥电路高一倍。必须有一个变压器。交替驱动两个IGBT，经变压器耦合给负载加上矩形波交流电压。两

8、个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道。158.2