电力电子电路第4章直流-交流变换电路课件.ppt

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1、第4章直流-交流变换电路电力电子技术第4章直流-交流变换电路将直流电变成交流电，即DC-AC变换称为逆变，它是将交流电变换成直流电(AC-DC变换)的逆过程。根据逆变后交流电能使用方式，逆变又分成两类：将直流电逆变成与电网同频率的恒频交流，并输送回电网，称为有源逆变，可控整流器在满足逆变条件下即可运行在有源逆变状态；将直流电逆变成频率可变的交流电，并直接供给交流负载，称为无源逆变。不加说明时，逆变电路一般多指无源逆变电路，本章讲述的就是无源逆变电路。第4章直流-交流变换电路逆变经常和变频的概念联系在一起。只有无源逆变能

2、实现变频，但无源逆变不等于变频。逆变与变频在概念上既有联系，又有区别。变频是指将一种频率的交流电变换成另一种频率的交流电的过程。变频也有两种变换形式：一种是把某个频率的交流先经整流变换成直流，再经无源逆变变换成可变频率的交流，称为交-直-交变换（AC-DC-AC变换），它由交-直变换电路和直-交变换电路两部分组成，前一部分是整流电路，后一部分就是本章所要讲述的无源逆变电路。另一种是把某个频率的交流直接变换成另一种可变频率的交流，称为交-交变换（AC-AC变换），也称交-交直接变频，这部分内容将在第5章讨论。第4章直流-

3、交流变换电路逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。所以DC-AC变换技术是电力电子电路中最为重要的变换技术。逆变电路可以从不同的角度进行分类。如按换流方式可分为电网换流、负载谐振式换流和强迫换流；按输出相数可分为单相逆变电路和三相逆变电路；按直流电源的性质可分为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路两大类。第4章直流-交流变换电路在D

4、C-AC变换中有两个问题值得关注。一个是换流问题，另一个是输出电能质量控制问题。电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，也常被称为换相，换流的过程伴随着器件的导通与关断过程。从断态向通态转移时，无论支路是由全控型还是由半控型电力电子器件组成，只要给门极适当的驱动信号，就可以使其开通。但从通态向断态转移的情况就不同，对于全控型器件而言，可以采用控制信号来控制器件的通断，而对于半控型器件的晶闸管就存在如何关断问题，特别是工作在电压极性不变的直流电源条件下的晶闸管逆变电路，必须利用外部条件或采用其他措施才能使其关断。第

5、4章直流-交流变换电路4.1逆变电路的基本原理及换流方式4.2逆变电路的类型4.3电压型逆变电路4.4电流型逆变电路4.5多重逆变电路和多电平逆变电路4.6正弦脉宽调制（SPWM）逆变电路引言第4章直流-交流变换电路·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

6、电源、感应加热电源等电力电子装置的电路核心部分都是逆变电路。本章讲述无源逆变将直流电逆变成与电网同频率的恒频交流电，并输送回电网将直流电逆变成频率可变的交流电，并直接供给交流负载按换流方式分电网换流负载谐振换流强迫换流按输出相数分单相逆变电路三相逆变电路按直流的电源性质分电压源型逆变电路电流源型逆变电路逆变电路的分类第4章直流-交流变换电路·引言换流问题输出电能质量控制问题电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，也常被称为换相，换流的过程伴随着器件的导通与关断过程。从断态向通态转移时，无论支路是由全控型还是由半控

7、型电力电子器件组成，只要给门极适当的驱动信号，就可以使其开通。但从通态向断态转移的情况就不同，对于全控型器件而言，可以采用控制信号来控制器件的通断，而对于半控型器件的晶闸管就存在如何关断问题，特别是工作在电压极性不变的直流电源条件下的晶闸管逆变电路，必须利用外部条件或采用其他措施才能使其关断。DC-AC变换中关注的问题第4章直流-交流变换电路·引言4.1逆变电路的基本原理及换流方式以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理逆变电路及其波形举例4.1逆变电路的基本原理及换流方式S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u

8、0为正。S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压u0为负。S1、S4闭合，S2、S3断开时电路和波形图S1、S4断开，S2、S3闭合时电路和波形图直流交流4.1逆变电路的基本原理及换流方式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和电压uO的波形相同，相位相同。阻感负载时，电