第五章 直流―交流变换器ppt课件.ppt

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1、第五章DC-AC变换电路第五节脉宽调制（PWM）型逆变电路第四节电压型和电流型逆变器第三节无源逆变电路第二节有源逆变应用电路第一节有源逆变的基本原理内容提要与目的要求第六节三相电压源型SPWM逆变器的仿真1内容提要与目的要求掌握逆变的概念和逆变的条件；掌握三相有源逆变电路的波形及计算；了解逆变失败的原因及最小逆变角的限制；了解变流电路的换流方式；2掌握电压型逆变电路和电流型逆变电路的特点；掌握三相电压型逆变电路、单相并联谐振式逆变电路及串联二极管式电流型逆变电路的工作原理及换流方式；掌握PWM控制方式的理论基础及脉宽调制型逆变电路的控制方式；了解规则采样法的计算方法。重点：三相桥

2、式逆变电路的原理与参数、脉宽调制和谐波消除方法。有源逆变的条件和有源逆变失败的原因。3定义将直流电转变成交流电，这种对应于整流的逆向过程称为逆变（Invertion）。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。4有源逆变定义：当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变。有源逆变电路是将直流电功率返送回电网。用途：有源逆变电路常用于直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速及高压直流输电等场合。5无源逆变定义：当交流侧直接与负载相连，称为无源逆变。无源逆变是将直流电变为某一频率或可调频率的交流电供给负载。用途：无源逆变电路常用于交流电动机调速用变频器、不间断电源、感应

3、加热电源等场合。此外，它还常用于将蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源逆变为交流电供给交流负载。6第一节有源逆变的基本原理1一、电能的交换2二、有源逆变的条件7一、电能的交换对于整流电路而言，当其满足一定的条件，则可工作于有源逆变状态。将这种既可工作在整流状态又可工作在逆变状态的整流电路称为变流电路（Convertor）。8图5-1aM电动运转，EG>EM，电流Id从G流向M，M吸收电功率。RΣ为主回路总电阻。由于Id和EG同方向，与EM反方向，因此G输出电功率PG=EG·Id，电能由G流向M，M吸收功率PM=EM·Id，再转变为机械能，RΣ上是热耗。图5-1b回馈制动状态，M作

4、发电运转，此时，EM>EG，电流反向，从M流向G。故M输出电功率，G则吸收电功率，M轴上输入的机械能转变为电能反送给G。图5-1c两电动势顺向串联，向电阻R供电，G和M均输出功率，由于R一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生。åå9由上述分析，可以得出如下结论：①两电源同极性相连时，电流总是从电势高的流向电势低的。电流大小取决于电势差和回路电阻。②与电流同方向的电动势输出功率，而与电流反方向的电动势吸收功率。③两电源反极性相连时形成短路，应严防发生。10以单相全波电路给直流电动机负载供电为例图2-45aM电动运行，全波电路工作在整流状态，在0~/2间，Ud为正

5、值，并且Ud>EM，才能输出Id。交流电网输出电功率电动机输入电功率电动机输出电功率交流电网输入电功率图5-2bM回馈制动，由于晶闸管的单向导电性，Id方向不变，欲改变电能的输送方向，只能改变EM极性。为了防止两电动势顺向串联，Ud极性也必须反过来，即Ud应为负值，且

6、EM

7、>

8、Ud

9、，才能把电能从直流侧送到交流侧,实现逆变。Ud可通过改变来进行调节，逆变状态时Ud为负值，逆变时在/2~间二、有源逆变的条件11从上述分析可归纳出产生逆变的条件有二：①外部条件：要有直流电动势，其极性与晶闸管的导通方向一致，其值应大于直流侧平均电压；②内部条件：要求晶闸管的控制角α＞π/2，使Ud

10、为负值。两者必须同时具备才能实现有源逆变状态。必须注意：半控桥或带续流二极管的变流电路，由于其整流电压Ud不会出现负值，也不允许直流侧有负极性的电动势，因此不能实现逆变。12第二节有源逆变应用电路有源逆变应用电路四、确定最小逆变角βmin的依据三、逆变失败的原因一、逆变时的波形二、参数计算13逆变和整流的区别逆变和整流的区别：控制角不同0<

p/2时的控制角用p-=b表示，b称为逆变角。逆变角b和控制角a的计量方向相反，其大小自b=0的起始点向

11、左方计量。所以＋b=p。14一、逆变时的波形1、三相半波逆变波形（图5-3波形）α＜π/2的范围内，Ud波形的正面积大于负面积，则Ud＞0，工作在整流状态，Id从Ud的正端流出，电网输出功率。α=π/2时，Ud的正面积等于负面积，处于临界状态。α＞π/2的范围内，Ud波形的正面积小于负面积，则Ud＜0，工作在逆变状态，Id从Ud的负端流出，电网输入功率。由晶闸管VT1两端的电压波形可以看出，在整流状态，晶闸管阻断时主要承受反向电压，而在逆变状态，晶闸管阻断时主要承受正向电压。1