電力電子技術(shù)王兆安005逆變電路m

1、 第第5章章 逆變電路逆變電路 第第5章章 逆變電路逆變電路逆變電路逆變電路將直流電變?yōu)榻涣麟妼⒅绷麟娮優(yōu)榻涣麟妼?shí)用范圍：實(shí)用范圍：辦公設(shè)備：筆記本電腦、移動(dòng)電話、打印機(jī)、顯示器家用電器：錄象機(jī)、音響、DVD、VCD及電冰箱郊外旅游：野外照明、微波爐、烹飪等戶外作業(yè)：電動(dòng)工具，車輛求援，搶險(xiǎn)救災(zāi)，商業(yè)促銷等休閑娛樂：手機(jī)、PDA、數(shù)碼攝象機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電池充電及GPS衛(wèi)星導(dǎo)航等 產(chǎn)品特點(diǎn)：產(chǎn)品特點(diǎn)：1、采用進(jìn)口元器件制造，先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)，使得逆變器的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%，嚴(yán)格生產(chǎn)質(zhì)量管理體系，現(xiàn)代化流水生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。2、內(nèi)部保護(hù)電路防止了電脈沖或電壓波動(dòng)的影響，能承受壓縮機(jī)、電視顯示器等

2、沖擊功率較大的用電器安全啟動(dòng)，電源開關(guān)可徹底切斷內(nèi)部電路，斷后可保護(hù)電瓶不受損失。3、自我保護(hù)設(shè)計(jì)，使得當(dāng)電壓低于10V時(shí)，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，保證了蓄電池有足夠的電能啟動(dòng)車輛。4、過熱或過載時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；恢復(fù)正常后又會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。工作時(shí)無噪音，正常使用可運(yùn)行多年不需維護(hù)。5、輸入輸出方式多樣：12V輸入、24V輸入、點(diǎn)煙器輸入、電瓶直接輸入；220V交流輸出、110V交流輸出等，完全能滿足國內(nèi)外用戶對(duì)交流用電的需求。 本章講述無源逆變本章講述無源逆變第第5章章 逆逆變電路變電路 引言引言逆變逆變與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電l交流側(cè)接電網(wǎng)，為交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變有源

3、逆變。l交流側(cè)接負(fù)載，為交流側(cè)接負(fù)載，為無源逆變無源逆變。l逆變與變頻逆變與變頻l變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。l交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。后一部分就是逆變。主要應(yīng)用主要應(yīng)用直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等帶交流負(fù)載直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等帶交流負(fù)載交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。力電子裝置的核心部分都是逆變電路。直流電交流電5.

4、1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理S1,4閉合閉合，S2,3斷開斷開時(shí)S S1 1S S4 4是橋式電路的是橋式電路的4 4個(gè)臂，個(gè)臂，由器件及輔助電路組成。由器件及輔助電路組成。改變開關(guān)切換頻率，可改變開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。改變輸出交流電頻率。S1,4斷開斷開，S2,3閉合閉合時(shí)u uo o=-U=-Ud du uo o=U Ud dU Ud du uo oU Ud d-U-Ud dtt開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使器件開通。開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使器件開通。關(guān)斷：關(guān)斷：全控型器件可通過門極關(guān)斷。全控型器件可通過門極關(guān)斷。半控型器件晶閘管，必須利用外部條

5、件才能關(guān)斷。半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷。一般在晶閘管電流過零后施加一定時(shí)間反壓，才能關(guān)斷一般在晶閘管電流過零后施加一定時(shí)間反壓，才能關(guān)斷研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。l本章?lián)Q流及換流方式問題最為全面集中本章?lián)Q流及換流方式問題最為全面集中, ,因此安排在因此安排在本章集中講述。本章集中講述。 5.1.2 換流方式分類換流方式分類l換流換流電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過程，電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱為也稱為換相換相。 5.1.2 換流方式分類換流方式分類1) 器件換流器件換流（Device Commutation）利

6、用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在在采用采用IGBT 、電力電力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。件的電路中的換流方式是器件換流。2) 電網(wǎng)換流電網(wǎng)換流（Line Commutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。網(wǎng)的無源逆變電路。3) 負(fù)載換流負(fù)載換流（Load

7、 Commutation）4) 強(qiáng)迫換流強(qiáng)迫換流（Forced Commutation）負(fù)載換流工作波形負(fù)載換流工作波形 ?t?t?t?tOOOOiit1b)a)uouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4 5.1.2 換流方式分類換流方式分類由負(fù)載提供換流電壓的換流方式由負(fù)載提供換流電壓的換流方式3 3）負(fù)載換流）負(fù)載換流VT1,4通時(shí)，電容上電壓：通時(shí)，電容上電壓：VT2,3承受正向電壓承受正向電壓此時(shí)觸發(fā)此時(shí)觸發(fā)VT2,3 能通能通VT2,3導(dǎo)通后，導(dǎo)通后， VT1,4承受反壓承受反壓 實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流什么樣的電路能實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流？什么樣的電路能實(shí)現(xiàn)負(fù)載換

8、流？關(guān)斷關(guān)斷由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓直接耦合式強(qiáng)迫換流通過換流電路內(nèi)電容和電感的耦合來提供換流電壓或換流電流電感耦合式強(qiáng)迫換流設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流通常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來實(shí)現(xiàn)，因此也稱為通常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來實(shí)現(xiàn)，因此也稱為電容換流電容換流。 5.1.2 換流方式分類換流方式分類4)強(qiáng)迫換流強(qiáng)迫換流（Forced Commutation）先使晶閘管電流減為零，然后通過先使晶閘管電流減為零，然后通過反并聯(lián)二極管使其加上反向電壓。反并聯(lián)二極管使其加上反向電壓。電流在支路內(nèi)部終止流通

9、而變?yōu)榱?，稱為電流在支路內(nèi)部終止流通而變?yōu)榱?，稱為熄滅熄滅。電壓型逆變電路電壓型逆變電路 Voltage Source Type Inverter-VSTIVoltage Source Type Inverter-VSTI直流側(cè)是直流側(cè)是電壓源電壓源電流型逆變電路電流型逆變電路 Current Source Type Inverter-VSTICurrent Source Type Inverter-VSTI直流側(cè)是直流側(cè)是電流源電流源5.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路1）逆變電路的分類 根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同2 2）電壓型逆變電路的特點(diǎn)）電壓型逆變電路的特點(diǎn)(1)

10、(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容， 相當(dāng)于大電源。相當(dāng)于大電源。(2)(2)輸出電壓為矩形波，且與輸出電壓為矩形波，且與無關(guān)無關(guān) 輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。(3)(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無功功率。為阻感負(fù)載時(shí)需提供無功功率。為給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管5.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路ttuG1uG2t1t2t3tiouot4t5器件導(dǎo)通情況器件導(dǎo)通情況控制信號(hào)控制信號(hào)u0i0開開V1,關(guān)關(guān)V2開開V2,關(guān)關(guān)V1V1VD

11、2V2VD1VD1+-+-工作原理工作原理1 1）半橋逆變電路）半橋逆變電路V1V1和和V2V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，2dU開開V1,關(guān)關(guān)V22dU2dU2dU2dUl優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，使用器件少優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，使用器件少V1通，通，u0=Ud/2VD2通，通，u0= -Ud/2V2通，通，u0= -Ud/2VD1通，通，u0= Ud/2缺點(diǎn)：輸出電壓幅值缺點(diǎn)：輸出電壓幅值為為U Ud d/2/2，且直流側(cè)需兩，且直流側(cè)需兩電容串聯(lián)，要均壓。電容串聯(lián)，要均壓。應(yīng)用：用于幾應(yīng)用：用于幾kWkW以下以下的小功率逆變電源。單的小功率

12、逆變電源。單相全橋、三相橋式都可相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合。路的組合。四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋組合而成四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋組合而成兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180180輸出電壓和電流波形同半橋電路形狀輸出電壓和電流波形同半橋電路形狀改變改變U U0 0只能通過改變只能通過改變U Ud d來實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)5.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路2) 全全橋逆變電路橋逆變電路ttuG1,4uG2,3t1t2t3tiouot4t5器件導(dǎo)通情況器件導(dǎo)通情況控制信號(hào)控制信號(hào)u0i0V1,4導(dǎo)通，導(dǎo)通，u0=UdVD2,3導(dǎo)通，導(dǎo)通，u0= -UdV

13、2,3導(dǎo)通，導(dǎo)通，u0= -UdVD1,4導(dǎo)通，導(dǎo)通，u0= Ud開開V1,4,關(guān)關(guān)V2,3開開V2,3,關(guān)關(guān)V1,4開開V1,4,關(guān)關(guān)V2,3V1,4VD2,3V2,3VD1,4VD1,4-Ud-UdUdUdUd+-+- tuG1tuG2tuG3tuG4t1t2iotuo調(diào)調(diào) 調(diào)輸出電壓調(diào)輸出電壓5.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路阻感負(fù)載時(shí)，可阻感負(fù)載時(shí)，可移相調(diào)壓移相調(diào)壓t3t4t5t6t7t8V1,4V2,3VD2器件導(dǎo)器件導(dǎo)通情況通情況V1V2V1,4VD4VD3VD3VD1VD4 UNWNWUWNVNVWVNUNUVuuuuuuuuu NN WNWN NN VNVN N

14、N UNUNuuuuuuuuuUdtuUN5.2.2 三相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路波形分析波形分析)(31)(31WNVNUN WN VN UN NNuuuuuuu負(fù)載對(duì)稱時(shí)負(fù)載對(duì)稱時(shí)uUN+uVN+uWN=0)(31 WN VN UNNNuuuuUd6uVNtuWNtuUVtuNNtuUNtiUtidt2Ud3Ud3負(fù)載已知時(shí)，可由負(fù)載已知時(shí)，可由uUN波形求出波形求出iU波形。波形。uVNtuWNtl基本工作方式180導(dǎo)電方式導(dǎo)電方式每橋臂導(dǎo)電每橋臂導(dǎo)電180180，同一相上下，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相差兩臂交替導(dǎo)電，各相差120 120 。任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通任一瞬間有

15、三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通每次換流都是在同一相上下兩每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流縱向換流。應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣0)ii(iWVU 一周期內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段一周期內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段t t1 1t t2 2：VTVT1 1, ,4 4穩(wěn)定導(dǎo)通穩(wěn)定導(dǎo)通, ,i i= =I Id d，t t2 2時(shí)刻前在時(shí)刻前在C C上建立左正右負(fù)電壓。上建立左正右負(fù)電壓。t t2 2t t4:4:換流階段換流階段 電容經(jīng)兩個(gè)放電回電容經(jīng)兩個(gè)放電回 路同時(shí)放電路同時(shí)放電5.3.1 單相電流型逆變電路單相電流型逆變電路工作分析工作分析t t= =t t4 4時(shí)時(shí), ,

16、 換流結(jié)束換流結(jié)束 tg g -換流時(shí)間換流時(shí)間。T Tb b承受反壓時(shí)間承受反壓時(shí)間四個(gè)橋臂構(gòu)成四個(gè)橋臂構(gòu)成, ,電抗器用來限制開通時(shí)的電抗器用來限制開通時(shí)的d di i/d/dt t。工作方式為工作方式為負(fù)載換相負(fù)載換相。 C L RC L R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路構(gòu)成并聯(lián)諧振電路l輸出電流接近矩形波，輸出電流接近矩形波，ttuG1,4uG2,3iTioIdt3tfuotdtbiVT2,3iVT1,4Idt2t1t7t6t5t4trttt 電流型逆變電路主要電流型逆變電路主要特點(diǎn)特點(diǎn) (1)(1) 直流側(cè)串大電感，電流基直流側(cè)串大電感，電流基 本無脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源本無脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源 (2)

17、(2) 交流輸出電流為矩形波，電壓交流輸出電流為矩形波，電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。波形和相位因負(fù)載不同而不同。(3)(3)直流側(cè)電感起緩沖無功能量的直流側(cè)電感起緩沖無功能量的 作作用，不必反并聯(lián)二極管。用，不必反并聯(lián)二極管。 電路多采用半控型器件，換流方式電路多采用半控型器件，換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。是是電流型電流型三相橋式逆變電路。三相橋式逆變電路。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。120120導(dǎo)電工作方式導(dǎo)電工作方式，輸出波形和圖，輸出波形和圖5-5-14

18、14的波形大體相同。的波形大體相同。強(qiáng)迫換流強(qiáng)迫換流方式，電容方式，電容C C1 1C C6 6為換流電容。為換流電容。5.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路l串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路- - +UVW+ - -UVWa)+ - -UVWb)- - +UVWc)d)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdiViViU=Id- -iV 換流過程分析換流過程分析 等效換流電容概念等效換流電容概念： 分析從分析從VTVT1

19、 1向向VTVT3 3換流時(shí)，換流時(shí)，C C1313就是就是C C3 3與與C C5 5串聯(lián)后再與串聯(lián)后再與C C1 1并聯(lián)的等效電容并聯(lián)的等效電容5.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路5.4 多重逆變電路和多電平逆變電路多重逆變電路和多電平逆變電路l電壓型逆變電路輸出電壓是矩形波，l電流型逆變電路輸出電流是矩形波，含有較多諧波。l多重逆變電路把幾個(gè)矩形波組合起來，接近正弦。l多電平逆變電路輸出較多電平，使輸出接近正弦。12060180tOtOtO三次諧波三次諧波u1u2uo二重逆變電路的工作波形二重逆變電路的工作波形二重單相逆變電路二重單相逆變電路5.4.1 多重逆變電路多重逆變電

20、路u1和和u2相位錯(cuò)開相位錯(cuò)開j j =60,其中的其中的3次次諧波就錯(cuò)開了諧波就錯(cuò)開了 360=180。T T1 1、T T2 2串聯(lián)合成后，串聯(lián)合成后，3次諧波互相次諧波互相抵消，總輸出電壓中不含抵消，總輸出電壓中不含3次諧波次諧波uo波形是波形是120矩形波，含矩形波，含6k1次諧波，次諧波，3k次諧波都被抵消。次諧波都被抵消。l單相電壓型二重逆變電路單相電壓型二重逆變電路由兩個(gè)單相全橋組成，由兩個(gè)單相全橋組成，T T1 1和和T T2 2串聯(lián)起來。屬串聯(lián)起來。屬串聯(lián)多重串聯(lián)多重輸出波形：兩個(gè)單相的輸輸出波形：兩個(gè)單相的輸出出u u1 1和和u u2 2是是180180矩形波。矩形波。電

21、壓型、電流型都可多重化電壓型、電流型都可多重化, ,現(xiàn)以現(xiàn)以電壓型電壓型為例為例三電平逆變電路三電平逆變電路5.4.2 多電平逆變電路多電平逆變電路也稱中點(diǎn)鉗位型逆變電路中點(diǎn)鉗位型逆變電路電路構(gòu)成特點(diǎn)電路構(gòu)成特點(diǎn)每橋臂由兩個(gè)全控器件串聯(lián)構(gòu)成，兩者每橋臂由兩個(gè)全控器件串聯(lián)構(gòu)成，兩者中點(diǎn)通過鉗位二極管和直流側(cè)中點(diǎn)相連中點(diǎn)通過鉗位二極管和直流側(cè)中點(diǎn)相連 l以以U U相相為例分析工作情況為例分析工作情況lV V1111和和V V1212（或（或VDVD1111和和VDVD1212）通，）通，V V4141和和V V4242斷，斷，UOUO間電位差為間電位差為U Ud d/2/2。V V4141和和V

22、V4242（或（或VDVD4141和和VDVD4242）通，）通，V V1111和和V V1212斷，斷，UOUO間電位差為間電位差為- -U Ud d/2/2。V V1212和和V V4141導(dǎo)通，導(dǎo)通，V V1111和和V V4242關(guān)斷時(shí)，關(guān)斷時(shí)，UOUO間電位差為間電位差為0 0。V V1212和和V V4141不能同時(shí)導(dǎo)通。不能同時(shí)導(dǎo)通。i iU U00時(shí)，時(shí)，V V1212和和VDVD1 1導(dǎo)通。導(dǎo)通。i iU U00時(shí)，時(shí)，V V4141和和VDVD4 4導(dǎo)通。導(dǎo)通。l線電壓的電平線電壓的電平相電壓相減得到線電壓。相電壓相減得到線電壓。輸出線電壓有輸出線電壓有Ud、Ud/2和和0

23、五種五種電平電平 比兩電平逆變電路多兩種電平。比兩電平逆變電路多兩種電平。輸出電壓諧波少于兩電平逆變電路輸出電壓諧波少于兩電平逆變電路突出優(yōu)點(diǎn)：主開關(guān)器件承受電壓為突出優(yōu)點(diǎn)：主開關(guān)器件承受電壓為Ud/2回顧三相電壓型橋式逆變電路回顧三相電壓型橋式逆變電路, ,相電壓相電壓有有 U Ud d/2/2兩種電平兩種電平, ,稱為稱為兩電平逆變電路兩電平逆變電路+-小小 結(jié)結(jié)l與其它章的關(guān)系與其它章的關(guān)系本章對(duì)逆變電路的講述是很基本的，還遠(yuǎn)不完整。本章對(duì)逆變電路的講述是很基本的，還遠(yuǎn)不完整。下一章的下一章的PWM控制技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最多，絕大部分逆變電路都是控制技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最多，絕大部分逆

24、變電路都是PWM控制的，學(xué)完下一章才能對(duì)逆變電路有一個(gè)較為完整的認(rèn)識(shí)?？刂频模瑢W(xué)完下一章才能對(duì)逆變電路有一個(gè)較為完整的認(rèn)識(shí)。逆變電路的直流電源往往由整流電路而來，二者結(jié)合構(gòu)成間接交流變流電路逆變電路的直流電源往往由整流電路而來，二者結(jié)合構(gòu)成間接交流變流電路間接直流變流電路大量用于開關(guān)電源，其中的核心電路仍是逆變電路間接直流變流電路大量用于開關(guān)電源，其中的核心電路仍是逆變電路將在第將在第8章介紹，學(xué)完第章介紹，學(xué)完第8章后，對(duì)逆變電路及其應(yīng)用將有更完整的認(rèn)識(shí)。章后，對(duì)逆變電路及其應(yīng)用將有更完整的認(rèn)識(shí)。第第5章章 逆逆變電路變電路 小結(jié)小結(jié)電壓型逆變電路的特點(diǎn)電壓型逆變電路的特點(diǎn)(1)(1)直流側(cè)

25、為電壓源或并聯(lián)大電容直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容(2)(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因輸出電壓為矩形波，輸出電流因 負(fù)載阻抗不同而不同。負(fù)載阻抗不同而不同。(3)(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無功功率。為阻感負(fù)載時(shí)需提供無功功率。為給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管 電流型逆變電路主要電流型逆變電路主要特點(diǎn)特點(diǎn)(1)(1) 直流側(cè)串大電感，電流基直流側(cè)串大電感，電流基 本無脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源本無脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源(2)(2) 交流輸出電流為矩形波，電壓波交流輸出電流為矩形波，電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。形

26、和相位因負(fù)載不同而不同。(3)(3)直流側(cè)電感起緩沖無功能量的直流側(cè)電感起緩沖無功能量的 作作用，不必反并聯(lián)二極管。用，不必反并聯(lián)二極管。 電路多采用半控型器件，換流方式電路多采用半控型器件，換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。 1無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？ 第五章第五章 練習(xí)題練習(xí)題 2換流方式各有那幾種？各有什么特點(diǎn)？換流方式各有那幾種？各有什么特點(diǎn)？ 3什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)。有什么特點(diǎn)。 4電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電

27、流電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？型逆變電路中沒有反饋二極管？ 6并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？ 8逆變電路多重化的目的是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重和并逆變電路多重化的目的是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于什么場(chǎng)合？聯(lián)多重逆變電路各用于什么場(chǎng)合？ 電壓型逆變器當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需要向電源反電壓型逆變器當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需要向電源反饋無功功率。直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給饋無功功率。直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。

28、為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開關(guān)器件都反并聯(lián)了反饋二極管。關(guān)器件都反并聯(lián)了反饋二極管。 而對(duì)電流型逆變器來說，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)，也而對(duì)電流型逆變器來說，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)，也需要提供無功能量反饋，但直流側(cè)電感起緩沖無功能量的需要提供無功能量反饋，但直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用，因反饋無功能量時(shí)，直流電流并不反向，因此不必作用，因反饋無功能量時(shí)，直流電流并不反向，因此不必象電壓型逆變器那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。象電壓型逆變器那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。 4電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流電

29、壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？型逆變電路中沒有反饋二極管？第第5章章 逆逆變電路變電路 小結(jié)小結(jié)l講述基本的逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理講述基本的逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理四大類基本變流電路中，四大類基本變流電路中，AC/DC和和DC/AC更為基本、更為重要更為基本、更為重要l換流方式換流方式 分為外部換流和自換流兩大類分為外部換流和自換流兩大類外部換流：電網(wǎng)換流和負(fù)載換流；自換流：器件換流和強(qiáng)迫換流外部換流：電網(wǎng)換流和負(fù)載換流；自換流：器件換流和強(qiáng)迫換流晶閘管時(shí)代十分重要，全控型器件時(shí)代其重要性有所下降。晶閘管時(shí)代十分重要，全控型器件時(shí)代其重要性有

30、所下降。l逆變電路分類方法逆變電路分類方法按直流側(cè)電源性質(zhì)分類，分為電壓型和電流型兩類。按直流側(cè)電源性質(zhì)分類，分為電壓型和電流型兩類。電壓型和電流型的概念用于其他電路，會(huì)對(duì)這些電路有更深刻的認(rèn)識(shí)電壓型和電流型的概念用于其他電路，會(huì)對(duì)這些電路有更深刻的認(rèn)識(shí)負(fù)載為大電感的整流電路可看為負(fù)載為大電感的整流電路可看為電流型整流電路電流型整流電路。電容濾波的整流電路可看成為電容濾波的整流電路可看成為電壓型整流電路。電壓型整流電路。無換相器電動(dòng)機(jī)的基本電路5.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路l實(shí)例：無換向器電動(dòng)機(jī)電流型三相橋式逆變器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，負(fù)載換流。工作特性和調(diào)速方式和直流電動(dòng)機(jī)相似，

31、但無換向器，因此稱為無換向器電動(dòng)機(jī)。wtuuuuOOOOOwtwtwtOwtwtVT4導(dǎo)通UVWiViWiUudMVT1導(dǎo)通VT3導(dǎo)通VT6導(dǎo)通VT5導(dǎo)通VT2導(dǎo)通uVT1BQ轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器，檢測(cè)磁極位置以決定什么檢測(cè)磁極位置以決定什么時(shí)候給哪個(gè)晶閘管發(fā)出觸時(shí)候給哪個(gè)晶閘管發(fā)出觸發(fā)脈沖。發(fā)脈沖。無換相器電動(dòng)機(jī)電路工作波形無換相器電動(dòng)機(jī)的基本電路無換相器電動(dòng)機(jī)的基本電路5.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路由兩個(gè)三相橋式逆變電路構(gòu)成，輸由兩個(gè)三相橋式逆變電路構(gòu)成，輸出通過變壓器串聯(lián)合成。出通過變壓器串聯(lián)合成。兩個(gè)逆變電路均為兩個(gè)逆變電路均為180180導(dǎo)通方式。導(dǎo)通方式。逆變橋逆變橋IIII的相位逆變橋的相位逆變橋I I滯后滯后3030。T T1 1為為/ Y/ Y聯(lián)結(jié)，線電壓變比為聯(lián)結(jié)，線電壓變比為 （一次和二次繞組匝數(shù)相等（一次和二次繞組匝數(shù)相等) )。T T2 2一次側(cè)一次側(cè)聯(lián)結(jié)，二次側(cè)兩繞組曲聯(lián)結(jié)，二次側(cè)兩繞組曲折星形接法，其二次電壓相對(duì)于一次折星形接法，其二次電壓相對(duì)于一次電壓而言，比電壓而言，比T T1 1的接法超前的接法超前3030，以，以抵消逆變橋抵消逆變橋IIII比逆變橋比逆變橋I I滯后的滯后的3030。這樣，這樣，u uU2U2和和u u