电力电子技术课件第4章 逆变电路.ppt

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1、第4章逆变电路4.1换流方式4.2电压型逆变电路4.3电流型逆变电路1第4章逆变电路逆变的概念逆变——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。主要应用各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等对交流的转换。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2逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：1）直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；2）直流侧是电流源的称为电流型逆变电路；本章应掌握内容4.1换流方式4.2电压型逆变电路4.3电流型逆变电路。第4章逆变电路34.1

2、换流方式4.1.1逆变电路的基本工作原理4.1.2换流方式分类返回4以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理4.1.1逆变电路的基本工作原理图4-1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。返回54.1.1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4-1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。返回6换流方式主要是

3、研究如何使器件关断。换流的基本方式。1）器件换流（IGBT,GTO,GTR,MOSFET)2）电网换流3）负载换流（负载满足的条件？）4）强迫换流（直接耦合式，电感耦合式）SCR4.1.2换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。返回74.1.2换流方式分类1)器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流。器件IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。2)电网换流电网提供换流电压的换流方式。将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。3)负载换流由负载提供换流电压，当负载为电容性负载时，可实

4、现负载换流。返回8思考：1.此电路是电压型逆变还是电流型逆变电路？2.如何理解负载电流波形是矩形波？3.如何理解电压波形近似为正弦波？（负载特点）4.换流过程如何实现？4.如何保证顺利可靠换流？4.1.2换流方式分类负载换流电路及其工作波形返回94.1.2换流方式分类直接耦合式强迫换流当晶闸管VT处于通态时，预先给电容充电。当S合上，就可使VT被施加反压而关断。也叫电压换流。图4-3直接耦合式强迫换流原理图图4-4电感耦合式强迫换流原理图电感耦合式强迫换流先使晶闸管电流减为零，然后通过反并联二极管使其加上反向电压。也叫电流换流。4)强迫换流返回104.1.2换流方

5、式分类换流方式总结：器件换流——适用于全控型器件。其余三种方式——针对晶闸管。器件换流和强迫换流——属于自换流。电网换流和负载换流——属于外部换流。当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终止流通而变为零，则称为熄灭。返回114.2电压型逆变电路4.2.1单相电压型逆变电路4.2.2三相电压型逆变电路返回单相半桥电压型逆变电路；单相全桥电压型逆变电路；带中心抽头变压器逆变电路。三相全桥电压型逆变电路。12（1）半桥逆变电路※导电方式：V1，V2驱动信号互补，各导通180°4.2.1单相电压型逆变电路图4－6单相半桥电压型逆变电路及其工作波形返回13工作

6、原理：（1）t1—t2电源电压经V1对负载供电，电流指数规律上升。负载电压为1/2ud.（2）t2—t3电感经VD2续流，电流指数规律下降。负载电压为-1/2ud.（3）t3—t4电源经V2对负载供电，电流指数规律反向上升。负载电压为-1/2ud.（4）t4—t4电感经VD1续流，电流指数规律反向下降，负载电压为1/2ud.★因为是阻感负载，呈感性，电流滞后电压，滞后角θ=arctanωL/R.单向半桥电压逆变电路优缺点总结：①优点：所用器件少。②缺点：u0幅值小，只有电源电压的一半，并且输入端接两个电容，还需保证C1=C2,不能精确满足。思考：电路中的二极管主要

7、起什么作用？答：当负载为感性或阻感性时，二极管为负载向直流电源反馈能量提供通道（即续流过程），故这些二极管被称之为反馈二极管。※为了解决这一矛盾，在单向半桥的基础上提出了单向全桥电压型逆变电路。※单相半桥一般应用在小功率电路中。功率较大时怎么办？？？4.2.1单相电压型逆变电路图4－6单相半桥电压型逆变电路及其工作波形返回14（2）全桥逆变电路由四个臂构成，输入端并有一个电容。负载接在上下两组臂之间。4.2.1单相电压型逆变电路图4-7单相全桥电压型逆变电路返回15※导电方式一：V1,V4同时通断；V2,V3同时通断。V1,V4与V2,V3信号互补，各导电180°

8、（对比半桥