電力電子技術(shù)dhjx

1、動(dòng)動(dòng) 畫畫 教教 學(xué)學(xué) 目目 錄錄1、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作原理動(dòng)態(tài)圖2、三相半波可控整流電路工作原理動(dòng)態(tài)圖3、三相橋式可控整流電路工作原理動(dòng)態(tài)圖4、六相半波可控整流電路工作原理動(dòng)態(tài)圖5、雙反星型可控整流電路工作原理動(dòng)態(tài)圖6、降壓斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖7、升壓斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖8、升降壓斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖9、Cuk斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖10、Sepic斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖11、Zeta斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖12、電流可逆斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖13、橋式可逆斬波電路工作原理動(dòng)態(tài)圖14、3相3重?cái)夭娐饭ぷ髟韯?dòng)態(tài)圖15、斬控式交流調(diào)壓電路工作原理動(dòng)態(tài)圖16、TSC投切原理動(dòng)態(tài)圖17、單相

2、交交變頻電路工作原理動(dòng)態(tài)圖18、電壓型單相半橋逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖動(dòng)動(dòng) 畫畫 教教 學(xué)學(xué) 目目 錄錄19、電壓型單相全橋逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖脈寬不可調(diào)式20、電壓型單相全橋逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖脈寬可調(diào)式21、電壓型三相橋式逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖22、電流型單相橋式逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖23、電流型三相橋式逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖24、串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路換流時(shí)工作 原理動(dòng)態(tài)圖動(dòng)動(dòng) 畫畫 教教 學(xué)學(xué) 目目 錄錄25、多電平逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖26、單相橋式PWM逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖單極性27、單相橋式PWM逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖雙極性28、三相橋式PWM逆變電路工作原理動(dòng)態(tài)圖29、

3、利用電抗器聯(lián)接的二重PWM逆變電路工作 原理動(dòng)態(tài)圖 30、單相PWM整流電路工作原理動(dòng)態(tài)圖 31、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路工作原理動(dòng)態(tài)圖動(dòng)動(dòng) 畫畫 教教 學(xué)學(xué) 目目 錄錄D-漏極漏極G-柵極柵極S-源極源極源金屬層源金屬層?xùn)沤饘賹訓(xùn)沤饘賹佣趸瓒趸杞^緣層絕緣層一次擴(kuò)散一次擴(kuò)散二次擴(kuò)散二次擴(kuò)散將晶閘管變成二極管，將晶閘管變成二極管，則一周期中則一周期中l(wèi) 在在wtwt1 1wtwt2 2期間，期間， VDVD1 1導(dǎo)通，導(dǎo)通，u ud d=u ua al 在在wtwt2 2wtwt3 3期間，期間， VDVD2 2導(dǎo)通，導(dǎo)通，u ud d=u ub bl 在在wtwt3 3 wt wt4

4、 4期間，期間， VDVD3 3導(dǎo)通，導(dǎo)通，u ud d=u uc cud1u2ud2w wtOuaubucRabcVT1VT2VT3-ud+id自然換相點(diǎn)：自然換相點(diǎn)：二極管換相時(shí)刻為二極管換相時(shí)刻為自然自然換相點(diǎn)換相點(diǎn)，是各相晶閘管是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管將其作為計(jì)算各晶閘管觸 發(fā) 角觸 發(fā) 角a a的 起 點(diǎn) ， 即的 起 點(diǎn) ， 即a a =0=0 。 思考：思考：a a =0=0 度時(shí)，負(fù)載上的度時(shí)，負(fù)載上的電壓、電流波形，晶閘電壓、電流波形，晶閘管上電壓、電流波形是管上電壓、電流波形是什么樣的？什么樣的？u2Ludidw wtOw

5、 wtOw wtOuabuacucaiVT1ud1u2ud2w wtOuaubucu2uaubucOw wtOw wtOw wtuGuda a =15RabcVT1VT2VT3-ud+id思考：思考：a a =多少多少度時(shí)，負(fù)度時(shí)，負(fù)載上的電壓、電流載上的電壓、電流波形波形斷續(xù)斷續(xù)？ a =a =多多少少度時(shí)，負(fù)載上的度時(shí)，負(fù)載上的電壓電壓為零為零？a a =15=15度時(shí)，負(fù)載度時(shí)，負(fù)載上電壓還是連續(xù)上電壓還是連續(xù)的。的。思考：思考：a a =多少多少度時(shí)，負(fù)度時(shí)，負(fù)載上的電壓、電流載上的電壓、電流波形波形斷續(xù)斷續(xù)？ a =a =多多少少度時(shí)，負(fù)載上的度時(shí)，負(fù)載上的電壓電壓為零為零？u2ua

6、ubucOw wtOw wtOw wtuGuda a =30a a =30=30度時(shí)，斷續(xù)。度時(shí)，斷續(xù)。RabcVT1VT2VT3-ud+id思考：思考：a a =多少多少度時(shí)，負(fù)度時(shí)，負(fù)載上的電壓、電流載上的電壓、電流波形波形斷續(xù)斷續(xù)？ a =a =多多少少度時(shí)，負(fù)載上的度時(shí)，負(fù)載上的電壓電壓為零為零？RabcVT1VT2VT3-ud+ida a =150=150度時(shí)，度時(shí)，負(fù)載上電壓為零。負(fù)載上電壓為零。u2uaubucOw wtOw wtOw wtuGuda a =60思考：思考：為什么晶閘管所為什么晶閘管所受的正向最大電受的正向最大電壓為壓為 ？22Uu2uaubucOw wtOw w

7、tOw wtuGuda a =30u2Ludw wtOuabuacuca262Ua a 過(guò)了過(guò)了3030度后，負(fù)載度后，負(fù)載上電壓斷續(xù)。則沒(méi)上電壓斷續(xù)。則沒(méi)有晶閘管導(dǎo)通。有晶閘管導(dǎo)通。所以晶閘管所以晶閘管上電壓為相上電壓為相電壓。而電壓。而22226UU u2uaubucOw wtOw wtOw wtuGuda a =602Ludw wtOuacuca思考：思考：阻感負(fù)載和電阻阻感負(fù)載和電阻負(fù)載負(fù)載 的區(qū)別的區(qū)別？a a =30=30度后，負(fù)度后，負(fù)載上電壓連續(xù)。載上電壓連續(xù)。移相范圍為移相范圍為0-900-90度。度。晶閘管所受晶閘管所受的正向電壓的正向電壓可到可到 。26UbacTn負(fù)載i

8、aidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1 三相橋是應(yīng)用最三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路為廣泛的整流電路共陰極組共陰極組 陰極連接在一起的陰極連接在一起的3 3個(gè)晶閘管（個(gè)晶閘管（VTVT1 1，VTVT3 3，VTVT5 5）共陽(yáng)極組共陽(yáng)極組 陽(yáng)極連接在一起的陽(yáng)極連接在一起的3 3個(gè)晶閘管（個(gè)晶閘管（VTVT4 4，VTVT6 6，VTVT2 2）共陰極組和共陽(yáng)極組采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)共陰極組和共陽(yáng)極組采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)通順序：導(dǎo)通順序： VTVT1 1VTVT2 2VTVT3 3 VTVT4 4VTVT5 5VTVT6 6（差（差6060觸發(fā)一個(gè)晶觸發(fā)一個(gè)晶閘管）閘管）采用雙窄脈沖觸發(fā)晶閘

9、管采用雙窄脈沖觸發(fā)晶閘管VT61VT12VT23VT45VT34VT56udOw wtuabucaubcbacTn負(fù)載iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1u61u12u23u45u34u56uabuacubcucaubaucbubaucbuacuVT1Ow wtuabucaubc ubaucbuaciVT1Ow wti2Ow wta=0 時(shí)的波形時(shí)的波形udOw wtuaucubUaUbuc注意：注意：雙反星形電路雙反星形電路中需要不接平衡電抗中需要不接平衡電抗器。器。 只能有一個(gè)晶閘管只能有一個(gè)晶閘管導(dǎo)電，其余五管均導(dǎo)電，其余五管均阻斷，每管最大導(dǎo)阻斷，每管最大導(dǎo)通角為通

10、角為60o，平均，平均電流為電流為Id/6。 當(dāng)當(dāng)=0o 時(shí)，時(shí)，Ud為為1.35U2，比三相半，比三相半波時(shí)的波時(shí)的1.17U2略大略大些。些。 因晶閘管導(dǎo)電時(shí)間因晶閘管導(dǎo)電時(shí)間短，變壓器利用率短，變壓器利用率低，極少采用。低，極少采用。 分析方法同三相半分析方法同三相半波整流電路。波整流電路。16d1d2puuu)(212121d2d1pd1pd2duuUuuuu連續(xù) acos17. 120UUd脈動(dòng)頻率加大一倍，f=300Hz。udOw wtuaucubUaUbucUbT1T2T3T4T5T6T6T12T23T34T45T56T61T61upOw wt連續(xù)時(shí)連續(xù)時(shí):當(dāng)當(dāng)t = 0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)

11、時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升按指數(shù)曲線上升當(dāng)當(dāng)t = t1時(shí)刻控制時(shí)刻控制V關(guān)斷，負(fù)載關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負(fù)載電續(xù)流，負(fù)載電壓壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小，通常串接連續(xù)且脈動(dòng)小，通常串接L值較值較大的電感。大的電感。tttOOOb)TEuGEtontoffioi1i2I10I20t1uoEV+-MRLVDioEMuoiGc)OOOtttTEEuGEtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEM

12、EV+-MRLVDioEMuoiG斷續(xù)時(shí)斷續(xù)時(shí):負(fù)載中負(fù)載中L值較小，則在值較小，則在V關(guān)斷后，到了關(guān)斷后，到了t2時(shí)刻，時(shí)刻，負(fù)載電流已衰減為零，負(fù)載電流已衰減為零，會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)，由波形可見(jiàn)，由波形可見(jiàn)，負(fù)載電壓負(fù)載電壓uo平均值會(huì)抬高，平均值會(huì)抬高，一般一般不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的情況。情況。uGEI1iott00 當(dāng)當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源處于通態(tài)時(shí)，電源E向電向電感感L充電，充電電流基本恒定充電，充電電流基本恒定為為I1，同時(shí)電容，同時(shí)電容C上的電壓向上的電壓向負(fù)載負(fù)載R供電，因供電，因C值很大，保值很大，保持輸出電壓持輸出電壓uo為恒值，記為為恒

13、值，記為Uo。設(shè)設(shè)V V處于通態(tài)的時(shí)間為處于通態(tài)的時(shí)間為ton，此，此階段階段電感電感L上積蓄的能量為上積蓄的能量為EI1ton。 V處于斷態(tài)時(shí)，處于斷態(tài)時(shí)，E和和L共同向共同向電容電容C充電，并向負(fù)載充電，并向負(fù)載R提供提供能量。設(shè)能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則此期間，則此期間電感電感L L釋放能量釋放能量為為(Uo-E)I1toff。a)EVRLVDCioi1iGuo+b)b)L:充電充電C:放電放電L:放電放電C:充電充電u 可控開(kāi)關(guān)可控開(kāi)關(guān)V處于處于通態(tài)通態(tài)時(shí)，電時(shí)，電源經(jīng)源經(jīng)V向電感向電感L供電使其貯存能供電使其貯存能量，此時(shí)電流為量，此時(shí)電流為i1。同時(shí)，電

14、容。同時(shí)，電容C維持輸出電壓恒定并向負(fù)載維持輸出電壓恒定并向負(fù)載R R供電。供電。u V關(guān)關(guān)斷時(shí)斷時(shí)，電感，電感L中中的能量的能量向負(fù)載釋放，電流為向負(fù)載釋放，電流為i2。負(fù)載電。負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作壓極性相反，該電路也稱作反反極性斬波電路極性斬波電路u V處于通態(tài)時(shí)，處于通態(tài)時(shí)，EL1V回回路和路和RL2CV回路回路分別流分別流過(guò)電流。過(guò)電流。u V處于處于斷態(tài)斷態(tài) 時(shí)，時(shí)，EL1CVD回路和回路和R RL L2 2VDVD回路回路分別流過(guò)電流分別流過(guò)電流u 輸出電壓的極性與電源電壓輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。極性相反。u

15、等效電路如圖等效電路如圖3-5b3-5b所示，相所示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在在A、B兩點(diǎn)之間交兩點(diǎn)之間交替切換。替切換。C:放電放電L1:充電充電L2:充電充電C:充電充電L1:放電放電L2:放電放電Rb)CBASEi1L1L2i2uCuAuBuoERVDa)CVL1L2uo+l當(dāng)當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，處于通態(tài)時(shí)，EL1V回路和回路和C1VL2回路回路同時(shí)同時(shí)導(dǎo)電，導(dǎo)電，L1和和L2貯能。貯能。ElV處于斷態(tài)時(shí)，處于斷態(tài)時(shí)，EL1C1VD負(fù)載負(fù)載（C2和和R）回路及）回路及L2VD負(fù)載回路負(fù)載回路同時(shí)導(dǎo)電，同時(shí)導(dǎo)電，此階段此階段E和和L1既向負(fù)載供電，既向負(fù)載供電，同時(shí)也向同時(shí)也向C1充電，另充電，

16、另L2亦向負(fù)亦向負(fù)載和載和C1供電。供電。SepicSepic斬波電路的輸入輸斬波電路的輸入輸出關(guān)系由下式給出出關(guān)系由下式給出EEtTtEttUaa1ononoffono（3-493-49）VDa)Vi1L1C1uC1i2L2C2uo+C1:放電放電L1:充電充電L2:充電充電C2:放電放電C1:充電充電L1:放電放電L2:放電放電C2:充電充電在在V處于通態(tài)期間，處于通態(tài)期間，電源電源E經(jīng)開(kāi)經(jīng)開(kāi)關(guān)關(guān)V向電感向電感L1貯能。貯能。E E和和C C1 1同時(shí)同時(shí)向負(fù)載供電向負(fù)載供電, ,向向C C2 2供電。供電。V關(guān)斷后，關(guān)斷后，L1經(jīng)經(jīng)VD與與C1構(gòu)成振構(gòu)成振蕩回路，其貯存的能量向蕩回路，其

17、貯存的能量向C1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移，同時(shí)，同時(shí)L L2 2通過(guò)通過(guò)VDVD向負(fù)載放電，向負(fù)載放電，C C2 2向負(fù)載放電。向負(fù)載放電。EUaa1o Zeta Zeta斬波電路的輸入輸出關(guān)系為斬波電路的輸入輸出關(guān)系為RVDEVi1C1L1uoC2L2+C1:放電放電L1:充電充電L2:充電充電C2:充電充電C1:充電充電L1:放電放電L2:放電放電C2:放電放電tta)OOb)ELV1VD1uoioV2VD2EMuoioiV1iD1iV2iD2MRlV1和和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第1 1象

18、限象限lV2和和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第能反饋到電源，使電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2 2象限象限l若若V1V1和和V2V2同時(shí)導(dǎo)通將導(dǎo)致的電源短路同時(shí)導(dǎo)通將導(dǎo)致的電源短路+-l當(dāng)電路只作降壓斬波器運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電路只作降壓斬波器運(yùn)行時(shí)，V2和和VD2總處于斷態(tài)總處于斷態(tài)l當(dāng)電路當(dāng)電路只作升壓斬波器運(yùn)行時(shí)，則只作升壓斬波器運(yùn)行時(shí)，則V1和和VD1總處于斷態(tài)總處于斷態(tài)l一個(gè)周期內(nèi)交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作一個(gè)周期內(nèi)交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作tta)OOb)

19、ELV1VD1uoioV2VD2EMuoioiV1iD1iV2iD2MRV1V1通通V1V1斷斷V2V2通通 V2V2斷斷L L儲(chǔ)能儲(chǔ)能+-ELR+-V1VD1uoV3EMV2VD2ioV4VD3VD4M將兩個(gè)電流可逆斬波電路將兩個(gè)電流可逆斬波電路組合起來(lái)，分別向電動(dòng)機(jī)組合起來(lái)，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電壓，即提供正向和反向電壓，即成為成為橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路V4V4恒通，恒通，V3V3恒斷恒斷同電流可逆斬波電路同電流可逆斬波電路V2V2通，電機(jī)工作在第二象限通，電機(jī)工作在第二象限V1V1通，電機(jī)工作在第一象限通，電機(jī)工作在第一象限V2V2恒通，恒通，V1V1恒斷恒斷同電流可逆斬

20、波電路同電流可逆斬波電路E+電機(jī)反向電機(jī)反向V3V3通，電機(jī)工作在第三象限通，電機(jī)工作在第三象限V4V4通，電機(jī)工作在第四象限通，電機(jī)工作在第四象限tOtttttttOOOOOOOu1u2u3uoi1i2i3ioiitCLEMV1V2V3i1i2i3VD3VD2L1L2L3iouou1u2u3VD13 3相相1 1重?cái)夭娐分財(cái)夭娐?電路電源公用而電路電源公用而負(fù)載為負(fù)載為3 3個(gè)獨(dú)立負(fù)載時(shí)個(gè)獨(dú)立負(fù)載時(shí)1 1相相3 3重?cái)夭娐分財(cái)夭娐?3 3個(gè)獨(dú)立電源，向個(gè)獨(dú)立電源，向一個(gè)負(fù)載供電時(shí)一個(gè)負(fù)載供電時(shí)RL圖4-7u1i1uoV1V2VD1VD2V3V4VD4VD3l 斬控式交流調(diào)壓電路斬控式

21、交流調(diào)壓電路一般采用全控型器件作為開(kāi)關(guān)器件。一般采用全控型器件作為開(kāi)關(guān)器件。l在交流電源在交流電源u1的正半周，用的正半周，用V1進(jìn)行斬波控制，用進(jìn)行斬波控制，用V3個(gè)負(fù)載電流個(gè)負(fù)載電流提供續(xù)流通道。提供續(xù)流通道。l 在在u1的負(fù)半周，用的負(fù)半周，用V2進(jìn)行斬波控制，用進(jìn)行斬波控制，用V4給負(fù)載電流提供續(xù)給負(fù)載電流提供續(xù)流通道。流通道。u1uoi1000ttt+-+usiCuCCVT1VT2uVT1ttttusiCuCVT1VT2t1t2uVT2 投切前，電容器的端電壓投切前，電容器的端電壓uc充電充電至電源電壓至電源電壓us的正峰值。的正峰值。 投切時(shí)刻（投切時(shí)刻（t1時(shí)刻），取時(shí)刻），取u

22、s和和uc相等時(shí)進(jìn)行，給相等時(shí)進(jìn)行，給VT2觸發(fā)脈沖使觸發(fā)脈沖使之開(kāi)通，之開(kāi)通，ic開(kāi)始流通。開(kāi)始流通。以后每半個(gè)周波輪流觸發(fā)以后每半個(gè)周波輪流觸發(fā)VT1和和VT2,電路繼續(xù)導(dǎo)通。電路繼續(xù)導(dǎo)通。+-usiCuCCVT1VT2uVT1ttttusiCuCVT1VT2t1t2uVT2+-需要切除該條電容支路時(shí)，如需要切除該條電容支路時(shí)，如在在t2時(shí)刻時(shí)刻ic已降為零，已降為零，VT2關(guān)掉關(guān)掉，這時(shí)撤出觸發(fā)脈沖，這時(shí)撤出觸發(fā)脈沖，VT1就不就不會(huì)導(dǎo)通，會(huì)導(dǎo)通，uc保持保持VT2導(dǎo)通結(jié)束時(shí)導(dǎo)通結(jié)束時(shí)的電源電壓負(fù)峰值，為下一次的電源電壓負(fù)峰值，為下一次投入電容器做準(zhǔn)備。投入電容器做準(zhǔn)備。 單相交交變頻電

23、路單相交交變頻電路由由P P組組( (正組正組) )和和NN組組( (反組反組) )反并聯(lián)的晶閘反并聯(lián)的晶閘管變流電路構(gòu)成。變管變流電路構(gòu)成。變流器流器P P和和NN都是相控都是相控整流電路。整流電路。VT1VT4VT2VT3u2VT1VT4VT2VT3u2+ U0_tuow w+ +VT1VT4VT2VT3u2+ + + +VT1VT4VT2VT3u2 + +電源的四個(gè)周期，電源的四個(gè)周期，是單相交交變頻是單相交交變頻的一個(gè)周期，則的一個(gè)周期，則周期增大，頻率周期增大，頻率下降。下降?？刂平强刂平莂 a增大，增大，則降壓。則降壓。PuoZNttOOONuoUm- -Umiot1t2t3t4t

24、5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2t2時(shí)刻以前時(shí)刻以前V1通，通，V2斷斷 t2時(shí)刻給時(shí)刻給V1關(guān)斷信號(hào)，給關(guān)斷信號(hào)，給 V2開(kāi)開(kāi)通信號(hào)，則通信號(hào)，則V1關(guān)斷，但感性負(fù)載關(guān)斷，但感性負(fù)載中中io不能立即改變方向，于是不能立即改變方向，于是VD2導(dǎo)通續(xù)流。導(dǎo)通續(xù)流。i io下降。下降。 t3時(shí)刻時(shí)刻io降為零時(shí)，降為零時(shí)，VD2截止，截止，V2開(kāi)通，開(kāi)通，io開(kāi)始反向。開(kāi)始反向。 t4時(shí)刻給時(shí)刻給V2關(guān)斷信號(hào)，給關(guān)斷信號(hào)，給V1開(kāi)通開(kāi)通信號(hào)，信號(hào)，V2關(guān)斷，關(guān)斷，VD1先導(dǎo)通續(xù)流，先導(dǎo)通續(xù)流，t5時(shí)刻時(shí)刻V才開(kāi)通。才開(kāi)通。輸出電壓輸出電壓uouo為矩形波，幅值為為矩形波，幅值為Um=

25、Ud/2Um=Ud/2輸出電流輸出電流ioio波形隨負(fù)載情況而異。波形隨負(fù)載情況而異。+- -RLUdiouoV1V2VD1VD2Ud2Ud2+_+_+_ttOOONuoUm- -Umiot1t2t3t4t5t6V1、4V2、3V1、4V2、3VD1、4VD2、3VD1、4VD2、3l電壓型全橋逆變電路電壓型全橋逆變電路輸出電輸出電壓壓uo的波形和圖的波形和圖5-6b5-6b的半橋的半橋電路的波形電路的波形u uo o形狀相同，也形狀相同，也是矩型波，但幅值高出一倍，是矩型波，但幅值高出一倍，Um=Udli io o由負(fù)載決定。由負(fù)載決定。+- -CRLUdV1V2V3V4VD1VD2VD3V

26、D4uoio+_+_tOtOtOtOtOq quG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouol t1時(shí)刻前時(shí)刻前V1和和V4導(dǎo)通，導(dǎo)通，輸出電壓輸出電壓uo為為udl t1時(shí)刻時(shí)刻V3和和V4柵極信號(hào)柵極信號(hào)反向，反向，V4截止，因截止，因io不能突不能突變，變，V3不能立即導(dǎo)通，不能立即導(dǎo)通，VD3導(dǎo)通續(xù)流，因?qū)ɡm(xù)流，因V1和和VD3同時(shí)同時(shí)導(dǎo)通，所以輸出電壓為零導(dǎo)通，所以輸出電壓為零+_+- -CRLUdV1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoiol t2時(shí)刻時(shí)刻V1和和V2柵極信號(hào)反柵極信號(hào)反向，向， V1截止，截止， V2不能立即不能立即導(dǎo)通，導(dǎo)通，VD2導(dǎo)通續(xù)流，和導(dǎo)通續(xù)

27、流，和VD3構(gòu)成電流通道，輸出電構(gòu)成電流通道，輸出電壓為壓為- -Udl 到負(fù)載電流過(guò)零開(kāi)始反到負(fù)載電流過(guò)零開(kāi)始反向，向， VD2和和VD3截止，截止， V2和和V3開(kāi)始導(dǎo)通，開(kāi)始導(dǎo)通， uo仍為仍為- - UdtOtOtOtOtOq quG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo+- -CRLUdV1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoio+_l t3時(shí)刻時(shí)刻V3和和V4柵極信號(hào)再柵極信號(hào)再次反向，次反向， V3截止，截止， V4不能不能立刻導(dǎo)通，立刻導(dǎo)通， VD4導(dǎo)通續(xù)流，導(dǎo)通續(xù)流， uo再次為零再次為零l 輸出電壓輸出電壓uo的正負(fù)脈沖寬的正負(fù)脈沖寬度各為度各為 ，改變，改變

28、 ，可調(diào)，可調(diào)節(jié)輸出電壓節(jié)輸出電壓tOtOtOtOtOq quG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo+_+- -CRLUdV1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoio+_NN+- -ABCV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2l 電壓型三相橋式逆變電路是電壓型三相橋式逆變電路是180180導(dǎo)電方式。導(dǎo)電方式。l在任一瞬間將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)在任一瞬間將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。通。l VT612VT123VT234VT345VT456VT561l每橋臂導(dǎo)電角度每橋臂導(dǎo)電角度180180，同一相，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電。上下兩臂交替導(dǎo)電。l每次換流都是在

29、同一相上下兩臂每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為之間進(jìn)行，也稱為縱向換流縱向換流UduCNOw wtuBNOw wtuANOw wtuCAOw wtuBCOw wtuABOw wtVT561VT612VT345VT456VT123VT234RRRUd_+RRRUd_+RRRUd_+RRRUd_+RRRUd_+RRRUd_+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-NN+- -ABCV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2UdNN+- -ABCV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2tOtO圖5-13tOtOtOtOt

30、OtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tuotuABttIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4ABCRL圖5-12圖5-12LdIdVT1VT2VT3VT4LT1LT2LT3LT4uoio+_換流時(shí)間換流時(shí)間 t t4 4 -t -t2 2 =t =tVTVT管繼續(xù)受反壓時(shí)間管繼續(xù)受反壓時(shí)間 t t= t= t5 5- t- t4 4觸發(fā)引前時(shí)間觸發(fā)引前時(shí)間 t t= t= t t t電流超前電壓時(shí)間電流超前電壓時(shí)間 t t= t= t t t/2/2阻抗角阻抗角 = = /2/2+_l 在交流電流的一個(gè)周期內(nèi)，有在交流電流的一個(gè)周期內(nèi)，有兩個(gè)兩個(gè)穩(wěn)定

31、導(dǎo)通階段穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)和兩個(gè)換流階換流階段段。lt1t2之間為之間為VT1和和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通穩(wěn)定導(dǎo)通階段，階段，io=Idlt2時(shí)刻前在電容時(shí)刻前在電容C上建立了上建立了左正左正右負(fù)右負(fù)的電壓的電壓lt2時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT2和和VT3， VT2和和VT3開(kāi)通，開(kāi)始進(jìn)入換流階段，開(kāi)通，開(kāi)始進(jìn)入換流階段，VT1和和VT4不能立刻關(guān)斷，其電流不能立刻關(guān)斷，其電流有一個(gè)減小過(guò)程。有一個(gè)減小過(guò)程。VT2和和VT3的電的電流有一增大過(guò)程。流有一增大過(guò)程。lt = t4 時(shí)，時(shí)， VT1、VT4電流減至零電流減至零而關(guān)斷，直流側(cè)電流而關(guān)斷，直流側(cè)電流Id全部從全部從VT1、VT4轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到VT2、V

32、T3，換流階段換流階段結(jié)束。結(jié)束。l同時(shí)同時(shí)C C上的左正右負(fù)電壓使得上的左正右負(fù)電壓使得VTVT1 1、VTVT4 4管受反壓管受反壓。所以。所以VTVT1 1、VTVT4 4兩管可靠關(guān)斷。兩管可靠關(guān)斷。l t4t6之間是之間是 VT2、VT3的穩(wěn)定導(dǎo)的穩(wěn)定導(dǎo)通階段通階段lt6以后進(jìn)入從以后進(jìn)入從VT2、VT3導(dǎo)通向?qū)ㄏ騐T1、VT4導(dǎo)通的換流階段。導(dǎo)通的換流階段。VTVT2 2、VTVT3 3電流逐漸減小電流逐漸減小， VTVT1 1和和VTVT4 4電電流逐漸增大。流逐漸增大。l最終最終 VTVT、VTVT電流減至零電流減至零而關(guān)斷，直流側(cè)電流而關(guān)斷，直流側(cè)電流IdId全部從全部從VT

33、VT、VTVT轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到VTVT、VTVT，換流階段結(jié)束換流階段結(jié)束。輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，是關(guān)，是正負(fù)脈沖各正負(fù)脈沖各120120的矩的矩形波形波tOtOtOtO圖5-14圖5-14IdiViWuUViUUVW圖5-11圖5-11idUdVT1VT2VT3VT4VT5VT6iUiViW基本工作方式是基本工作方式是120120導(dǎo)電方式。導(dǎo)電方式。VT1VT6的順序每隔的順序每隔6060依次導(dǎo)通。依次導(dǎo)通。（ VT61VT12VT23VT34VT45VT56）每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通。每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通。電路工作在電路工作在橫向換流橫向換流方式。

34、方式。M3UVW+- -LIdC1C2C3C4C5C6VD1VD2VD3VD4VD5VD6UdVT1VT2VT3VT4VT5VT6l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主主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)l電流型三相橋式逆變電路，電流型三相橋式逆變電路，各橋各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用，電路仍為電路仍為120120導(dǎo)電工作方式，導(dǎo)電工作方式，輸輸出波形與前一節(jié)的波形相同出波形與前一節(jié)的波形相同l各橋臂之間換流采用各橋臂之間換流采用強(qiáng)迫換流強(qiáng)迫換流方方式，電容式，電容C1C6為換流電容為換流電容M3UVW+- -LIdC

35、1C2C3C4C5C6VD1VD2VD3VD4VD5VD6UdVT1VT2VT3VT4VT5VT6l電容上極性判斷：電容上極性判斷：l對(duì)共陽(yáng)極晶閘管，對(duì)共陽(yáng)極晶閘管，電容器與導(dǎo)通晶電容器與導(dǎo)通晶閘管相連一端極性為正閘管相連一端極性為正，另一端為另一端為負(fù)負(fù)，不與導(dǎo)通晶閘管相連的另一電不與導(dǎo)通晶閘管相連的另一電容器電壓為零。容器電壓為零。l共陰極晶閘管與共陽(yáng)極晶閘管情況共陰極晶閘管與共陽(yáng)極晶閘管情況類似，只是電容器電壓類似，只是電容器電壓極性相反。極性相反。l等效換流電容概念等效換流電容概念l如如VT1換到換到VT3 ，C13=（C5串聯(lián)串聯(lián)C3）并聯(lián)）并聯(lián)C1=3C/2M3UVW+- -LId

36、C1C2C3C4C5C6VD1VD2VD3VD4VD5VD6UdVT1VT2VT3VT4VT5VT6+ - -UVWa)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13Id 恒流放電恒流放電 換流過(guò)程可分為換流過(guò)程可分為 兩個(gè)階段兩個(gè)階段 二極管換流二極管換流+ - -U VWb)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13Id- - +UVWc)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdiViViU=Id- -iV- - +U VWd)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13Id+ - -U VWa)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdttOuOi圖5-17圖5-17UCOuC13u

37、C5uC3- -UCOIdiUiVt1t2t3NN+- -UVWV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2以直流側(cè)中以直流側(cè)中N為參考點(diǎn)，對(duì)于為參考點(diǎn)，對(duì)于U U相輸出，相輸出，橋臂橋臂1 1導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)，uUN=Ud/2；橋臂橋臂4 4導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)， uUN=-Ud/2，V、W兩相類似兩相類似tOtOtOtOtOtOtOtO圖5-10圖5-10a)b)c)d)e)f)g)h)uUNuUNuUViUiduVNuWNuNNUdUd2Ud3Ud62Ud3UNWNWUWNVNVWVNUNUVuuuuuuuuuNNWNWNNNVNVNNNUNUNuuuuuuuuu3)

38、(WNVNUNNNuuuu電路輸出相電壓有電路輸出相電壓有Ud/2和和-Ud/2兩種電平，稱為兩種電平，稱為兩電平兩電平逆變電路逆變電路圖6-5urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLuruct 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)ur為正弦波，為正弦波，載波載波uc在在ur的正半周為的正半周為正極性的三角波，在正極性的三角波，在負(fù)半周為負(fù)極性的三負(fù)半周為負(fù)極性的三角波角波t 在在ur和和uc的交點(diǎn)時(shí)刻的交點(diǎn)時(shí)刻控制控制IGBT的通斷的通斷圖6-5urucuOwtOwtuouofuoUd-Udtur正半周，正半周，V1保持保持通

39、，通，V2保持?jǐn)啾３謹(jǐn)?當(dāng)當(dāng)uruc時(shí)使時(shí)使V4通，通，V3斷，斷，uo=Ud當(dāng)當(dāng)uruc時(shí)使時(shí)使V4斷，斷，V3通，通，uo=0 信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLuruc圖6-5urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLuruct Ur負(fù)半周，負(fù)半周，V1保保持?jǐn)?，持?jǐn)?，V2保持通保持通 當(dāng)當(dāng)uruc時(shí)使時(shí)使V3斷，斷，V4通，通， uo=0l 在在ur的一個(gè)周期的一個(gè)周期內(nèi)，輸出的內(nèi)，輸出的PWM波只有波只有Ud兩種電兩種電平平l 同樣在調(diào)制信號(hào)同樣在調(diào)制信號(hào)

40、ur和載波信號(hào)和載波信號(hào)uc的的交點(diǎn)時(shí)刻控制哥開(kāi)交點(diǎn)時(shí)刻控制哥開(kāi)關(guān)器件的通斷關(guān)器件的通斷圖6-6urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLuruc圖6-6urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLurucl 當(dāng)當(dāng)ur uc時(shí)，給時(shí)，給V1和和V4導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通信號(hào)，給給V2和和V3關(guān)斷信號(hào)關(guān)斷信號(hào)uo=Udl當(dāng)當(dāng)uruc時(shí)，給時(shí)，給V1導(dǎo)通信號(hào)，給導(dǎo)通信號(hào)，給V4關(guān)斷信號(hào)，則關(guān)斷信號(hào)，則uUN=Ud/2l 當(dāng)當(dāng)urU 0時(shí)，由時(shí)，由V2、VD4、VD1、 Ls和和V3、VD1、VD4、Ls分別組分別組成兩個(gè)升壓斬波電路成兩個(gè)升壓斬波電路 。 V2通時(shí)，通時(shí)，us通過(guò)通過(guò)V2、VD4向向Ls 儲(chǔ)能儲(chǔ)能, ,負(fù)載上電壓由大電容維持。負(fù)載上電壓由大電容維持。 V2關(guān)斷時(shí)，關(guān)斷