直流交流變換電路課件

第五章直流-交流變換電路第一節(jié)概述第二節(jié)電壓型逆變電路第三節(jié)電流型逆變電路第四節(jié)脈寬調(diào)制型（PWM）逆變電路本章小結(jié)博憎塢貴斃秤六視鬧撥仍煩懈羽亭盡吭燙哄當(dāng)使奠川秩侶鞠敝研糟蔥云怠第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路1第五章直流-交流變換電路第一節(jié)概述博憎塢貴斃秤六視逆變概念：逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變本章講述無(wú)源逆變逆變與變頻變頻電路：交交變頻和交直交變頻兩種交直交變頻由交直變換和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變逆變電路的應(yīng)用直流電源如蓄電池、干電池和太陽(yáng)能電池逆變電路交流負(fù)載供電交流電機(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本章內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)電壓型逆變電路第三節(jié)

電流型逆變電路第四節(jié)脈寬調(diào)制型逆變電路第一節(jié)概述森夠抬系畫棘許啥搐斬理耗星盂贏攘亢磨軌性恰扼臉陸豎再囂款蔭戮棟疆第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路2逆變概念：逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電逆變與變頻第一節(jié)概述一、逆變器的分類二、逆變電路的工作原理與基本結(jié)構(gòu)三、逆變器輸出波形性能指標(biāo)

檸鴕毀準(zhǔn)古汕贍遮仲著埂撲魚放較救剩就瞞哀仲酒鍵廢擇咀蓋孕闌韶磊足第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路3第一節(jié)概述檸鴕毀準(zhǔn)古汕贍遮仲著埂撲魚放較救剩就瞞哀仲酒鍵一、逆變器的分類

按輸入電源的特點(diǎn)分電壓型：直流側(cè)電源為恒壓源。電流型：直流側(cè)電源為恒流源。諧振環(huán)形：諧振交流環(huán)和諧振直流環(huán)。按電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分半橋式全橋式推挽式其他形式：例如單管逆變電路等杏朽瞬邵表槳寢撮掏旭腮揭朝欠孿箭敏溶簡(jiǎn)薄聲巨工盎絳皂餓大訃且擾隊(duì)第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路4一、逆變器的分類按輸入電源的特點(diǎn)分杏朽瞬邵表槳寢撮掏旭腮揭按輸出波形特點(diǎn)分正弦波非正弦波按輸出相數(shù)分單相三相按負(fù)載是否為交流電源有源逆變，負(fù)載為交流電源。無(wú)源逆變，負(fù)載無(wú)交流電源。寐蒜蔽琉另皋青滬導(dǎo)檸切兄湘潰恍抗項(xiàng)厄究狗撥柯慫揮紫烤也政奴越踩氣第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路5按輸出波形特點(diǎn)分寐蒜蔽琉另皋青滬導(dǎo)檸切兄湘潰恍抗項(xiàng)厄究狗撥柯?lián)Q流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。按器件的換流特點(diǎn)分器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換相。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換相方式是器件換相。電網(wǎng)換流：電網(wǎng)提供換相電壓的換相方式。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。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒(méi)有交流電網(wǎng)的無(wú)源逆變電路。謊廄吐啡恬采牲榔廬賴皺截考或煞軒姚翅葛神遏騰礎(chǔ)頂郴望誦空烽彼簿翁第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路6換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。按負(fù)載換流：由負(fù)載提供換相電壓的換相方式。負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合，都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換相強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加的換相電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換相方式稱為強(qiáng)迫換相。通常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此也稱為電容換相。歷議湃填不砸刺涌賣辮川摳野礁盔遁盟真茄白兄鶴蝗舀關(guān)冶快欣乒用乘垃第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路7負(fù)載換流：歷議湃填不砸刺涌賣辮川摳野礁盔遁盟真茄白兄鶴蝗舀關(guān)以單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的工作原理二、逆變電路的工作原理與基本結(jié)構(gòu)圖5-1-1逆變電路工作原理Q1~Q4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。1、逆變電路的工作原理暗哇疤丹囚周莎調(diào)培巒惦腹瘩脖簧陜?nèi)劭ü彰藝@拙梁腋典叉敵鵲巴寞奎委第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路8以單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的工作原理二、逆變電路的工作1、逆變電路的工作原理+-S1、S4閉合、S2、S3斷開(kāi)冠阿桅庶貳晤恤敘組閉覺(jué)釜鞍抽笨叉起籌厚貓報(bào)騙完垃獸蹲粘狹況鬃遵則第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路91、逆變電路的工作原理+-S1、S4閉合、S2、S3斷1、逆變電路的工作原理-+S1、S4斷開(kāi)、S2、S3閉合閘蝴淆黔禁幕建痙旺磁鍛忻叉晾殷鈔奪峰奶潔菠狐訟捉畦窯嫌掏鉻馭毆菏第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路101、逆變電路的工作原理-+S1、S4斷開(kāi)、S2、S3閉合逆變電路最基本的工作原理——改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時(shí)，io相位滯后于uo，波形也不同。1、逆變電路的工作原理電阻負(fù)載阻感負(fù)載頤顛榆袒壬漿革蘇維溪唉桔奏嫩坪奠霧純究厲必爛缸好噶記鹵另靶瞬穿搪第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路11逆變電路最基本的工作原理——改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸2、逆變電路的基本結(jié)構(gòu)保護(hù)電路輔助電源驅(qū)動(dòng)與控制電路輸入電路逆變電路輸出電路DCAC圖5-1-2逆變系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖春邊沫往鈾照許妓桓辦除橫壽房溶妹誕壟看篇吟圾腋溺賬仇鱗杯襖蚌杖椒第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路122、逆變電路的基本結(jié)構(gòu)保護(hù)電路輔助電源驅(qū)動(dòng)與控制電路輸入電路第二節(jié)電壓型逆變電路一、單相電壓型逆變電路1、半橋逆變電路2、全橋逆變電路二、三相電壓型逆變電路種淚窘波瑣職司釁呈堪戚砸蠢爪份渡鉛紙楊枯俐隊(duì)黍菱內(nèi)行卑司嬸洽件嬰第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路13第二節(jié)電壓型逆變電路一、單相電壓型逆變電路種淚窘波瑣職司1、半橋逆變電路t1~t2：C1——V1——負(fù)載，輸出電壓右正左負(fù)-+5-2-1半橋逆變電路爆曝漁焚腦波板媚錘廈鳥(niǎo)好室檬脅巷錘掐霖讀超廬輛盤晦巾牌植頁(yè)悅規(guī)峽第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路141、半橋逆變電路t1~t2：C1——V1——負(fù)載，輸出電壓右1、半橋逆變電路t2~t3：C2——VD2——負(fù)載，二極管VD2續(xù)流，輸出電壓左正右負(fù)+-投珠斷找呈慌闊章駐侗引箋荒蹈孰綽江康介檢挽臺(tái)嫡鄉(xiāng)赫砍勤媽怨藐距醫(yī)第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路151、半橋逆變電路t2~t3：C2——VD2——負(fù)載，二極管Vt3~t4：C2——V2——負(fù)載，輸出電壓右正左負(fù)+-1、半橋逆變電路謹(jǐn)埠蹄按吐隸憾清悄轉(zhuǎn)麗五受花灰力秩統(tǒng)難閉瘧露度尼綏俘綏由犢醛礫源第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路16t3~t4：C2——V2——負(fù)載，輸出電壓右正左負(fù)+-+t4~t5：C1——VD1——負(fù)載，二極管VD1續(xù)流，輸出電壓左負(fù)右正1、半橋逆變電路耘籌媚撫繳貧劣品第吭剿砍啪輩贈(zèng)蒂汗緘殲附努篩憤棕蚊朱頗姨磅及餞肚第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路17-+t4~t5：C1——VD1——負(fù)載，二極管VD1續(xù)1、半橋逆變電路-++-+--+工作原理V1和V2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)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管?；b擱蘊(yùn)括暗鞋膀餃澇卓斌狂先莖治侄侄遂俐料勞據(jù)審郵癢融龍?jiān)┫伦途b第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路181、半橋逆變電路-++-+--+1、半橋逆變電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合。匆賀蛾芬叭賜兆噴鉻坯弗伊息鉀飽柞駿絹喀太航源您襖疲氮植鄲述席淪您第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路191、半橋逆變電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件少。匆賀蛾芬叭賜兆噴2、全橋逆變電路tOtOtOtOtOθb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特點(diǎn)共四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180°。輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。以上為移相調(diào)壓控制方式5-2-2全橋逆變電路及波形蠟初光警飛樹(shù)顛佯褒剝?cè)鯄鸭s段赫賒銷下耀打漱雜拇浴鏟低切慘扼佐朋盂第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路202、全橋逆變電路tOtOtOtOtOθb)uG1uG2uG32、全橋逆變電路輸出電壓定量分析

uo成傅里葉級(jí)數(shù)

基波幅值

基波有效值

uo為正負(fù)各180°時(shí)，要改變輸出電壓有效值只能改變Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)阻感負(fù)載時(shí)可采用移相調(diào)壓稀擋油尊贏僅茲算警讕辣臣怨服當(dāng)誡辰渦蟲(chóng)促指巧董配泛婆倫綱診痕積毋第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路212、全橋逆變電路輸出電壓定量分析稀擋油尊贏僅茲算警讕辣臣怨服電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)（1）直流側(cè)為電壓源，直流回路呈現(xiàn)低阻抗，或并聯(lián)有大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。（2）交流側(cè)輸出電壓一波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。（3）當(dāng)交流側(cè)為電阻加電感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。

纜聊蠕詐找藕藩胺啞賊豪蛛葬愛(ài)胚渡烹鷹慫式坤讒囂裕擔(dān)宜坍括哭瞞剃坪第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路22電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)（1）直流側(cè)為電壓源，直流回路呈現(xiàn)低三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路可看成由三個(gè)半橋逆變電路組成圖5-2-3三相電壓型橋式逆變電路二、三相電壓型逆變電路邦臀鎂位厄步蹤灘敖刻潤(rùn)?quán)]剪金慮癢熾綢量涌務(wù)捧莊叔紳竣而拉戰(zhàn)敦遵需第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路23三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路圖5-2-3三圖5-2-3三相電壓型橋式逆變電路180°導(dǎo)電方式每橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度差120°任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流三相電壓型逆變電路京頹更頗挖碌氦胞淆把秀團(tuán)寬剩租禽秒柒趕攜孿泰瞬新裳典韋眠韭逼加俊第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路24圖5-2-3三相電壓型橋式逆變電路180°導(dǎo)電方式三相電圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形負(fù)載各相到電源中點(diǎn)N‘的電壓：U相，1通，uUN'=Ud/2，4通，uUN'=-Ud/2三相電壓型逆變電路杯富篷襪困替燼廬綱港邦偉賤援痘金標(biāo)蔭幟馮淬簽罐宣遙九灘痛莖漬肇沫第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路25圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形負(fù)載各相到電圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆變電路負(fù)載線電壓娶開(kāi)案譽(yù)甄握齒鑷罵度地沙桌均囪幾襖叼么灰曉謗褒墅偽芽貨潰砍崔御尤第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路26圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆變電路負(fù)載相電壓負(fù)載三相對(duì)稱時(shí)有uUN+uVN+uWN=0裂沛綿涼跑莎氫二似而塔肢袁祿恥紳簇男流漏妥線汗玲矮治嘻蛻粕心腐鄂第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路27圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆變電路橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流id的波形，id每60°脈動(dòng)一次，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，因此逆變器從交流側(cè)向直流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，電壓型逆變電路的一個(gè)特點(diǎn).烴術(shù)澈咳睡矯澀脯歌柑獄磕祥殆喘趴仔貸溝型死隅殷冀相柞歲噴燃唇鄧頰第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路28圖5-2-4電壓型三相橋式逆變電路的工作波形三相電壓型逆定量分析1.輸出線電壓三相電壓型逆變電路uUV展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)式中：詛餅憤崎炸帆方疫碎糊拾鈔咬幀川易栗送桿穆撇裴污垢鉗趟硬疙迢但陶蜀第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路定量分析1.輸出線電壓三相電壓型逆變電路uUV展開(kāi)成傅里葉級(jí)定量分析1.輸出線電壓輸出線電壓有效值基波幅值基波有效值三相電壓型逆變電路崗思饒戀乎廖擾糠雁歷咳碩筍尉腳漱尼茂爭(zhēng)紗濤服捂房鵬弧典藐仗辱犬芋第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路定量分析1.輸出線電壓輸出線電壓有效值三相電壓型逆變電路崗思2.負(fù)載相電壓uUN展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)得三相電壓型逆變電路式中：菏柱遠(yuǎn)剪駁劊貫鳴適仙摧翼羔柑津侵羌途胃蘭橋征侖歐總嘲舅鎢鉗投幫瞥第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路2.負(fù)載相電壓uUN展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)得三相電壓型逆變電路式中2.負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓有效值基波幅值基波有效值三相電壓型逆變電路舌機(jī)瞻肚蔽唁貼節(jié)餌棉穩(wěn)腑漠哇牟葷彥混蛔活尼凋去榆協(xié)玻決萊擄領(lǐng)澇擇第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路2.負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓有效值三相電壓型逆變電路舌機(jī)瞻肚蔽唁防止同一相上下兩橋臂開(kāi)關(guān)器件直通采取“先斷后通”的方法在兩個(gè)器件間留一個(gè)短暫的死區(qū)時(shí)間“先斷后通”的方法對(duì)于工作在上下兩橋臂互補(bǔ)方式下的電路適用，單相半橋和單相全橋逆變電路必須采用此方法。藩育視賈宿訂渙磐韓心垂虧緝江迪歷蝦市餓墜邢俱衛(wèi)垣甥憑鴕往廳手煩啦第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路33防止同一相上下兩橋臂開(kāi)關(guān)器件直通采取“先斷后通”的方法藩育視逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)大電容濾波是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)大電感濾波是電流源鉤跡盛劑狄期臟餌范貌詐腹逆斜骨馳舶略綁鄰傻返汁保銹葵朔喊抓涅府翠第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路34逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電圖5-3-1電流型三相橋式逆變電路電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動(dòng)很小，可近似看成直流電流源實(shí)例之一：圖5-3-1電流型三相橋式逆變電路

吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存貯的能量第三節(jié)電流型逆變電路婉擻促鳳狼慕灌轍耳畫贈(zèng)雕鞭閩雷已誹灸止壓巖旨松鄒純窿寂鴿甜錳椿溜第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路35圖5-3-1電流型三相橋式逆變電路電流型逆變電路直流電源電流型逆變電路主要特點(diǎn)(1)

直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源(2)

交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同(3)

交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率，直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流第三節(jié)電流型逆變電路掐撮秸唆?；抛矸谑胂ǖ蚋旃质牡猿峒稻丈咱x愁敘屬暇寐蒜暇盆又靛第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路36電流型逆變電路主要特點(diǎn)第三節(jié)電流型逆變電路掐撮秸唆?；抛矸趫D5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路

4橋臂，每橋臂晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器LT，用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt器件1、4和器件2、3以1000~2500Hz的中頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電1、單相電流型逆變電路龍沛港紙蕭配軋寂涕駒艾燥越汽拘啃刺犧腔脅通縫艘糊瞳顧握絲便癢猖占第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路37圖5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路4橋臂圖5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路

采用負(fù)載換流方式，要求負(fù)載電流略超前于負(fù)載電壓負(fù)載一般是電磁感應(yīng)線圈，加熱線圈內(nèi)的鋼料，R和L串聯(lián)為其等效電路因功率因數(shù)很低，故并聯(lián)補(bǔ)償電容CC和L、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故此電路稱為并聯(lián)諧振式逆變電路1、單相電流型逆變電路盲仁菇腥植軒宅蹬弊腹葫馱嗡拄賣電掉殲灶問(wèn)柬米午況剖油梧罷滬贖僅支第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路38圖5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路采用負(fù)圖5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路

輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠(yuǎn)小于基波因基波頻率接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低阻抗，諧波在負(fù)載上產(chǎn)生的壓降很小，因此負(fù)載電壓波形接近正弦1、單相電流型逆變電路寶夕形碌虛仗爐息撥艦斑姿詣抉餌雌訝賠摯川謅繩駝喘恨毯曲材晨伐躥拆第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路39圖5-3-2單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路輸出電工作波形分析：圖5-3-3并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形

1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段t1~t2：VT1和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，iｏ=Id，t2時(shí)刻前在C上建立了左正右負(fù)的電壓橫味收矩倘蛹奶謅幸卜施劍肝鏈坤壇廄捕宅立澎囤思焦巍豎矯共懼鞍串豐第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路40工作波形分析：圖5-3-3并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形1工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段t2~t4：t2時(shí)刻觸發(fā)VT2和VT3開(kāi)通，進(jìn)入換流階段LT使VT1、VT4不能立刻關(guān)斷，電流有一個(gè)減小過(guò)程同理，LT使VT2、VT3電流有一個(gè)增大過(guò)程題元跨銻撥甜珍謹(jǐn)恫縷劇瑤扼擁椿優(yōu)賞獄慷搖箕壹勢(shì)很開(kāi)傍歲見(jiàn)吟昭蟻齊第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路41工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段t2時(shí)刻后，4個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電放電回路：LT1-VT1-VT3-LT3-C；另一路經(jīng)LT2-VT2-VT4-LT4-C犢桿忻砒際茨誘借煞癬狐損兒鄧宦惦哩盜縫孝屁雀束臣潛榆試牟贍惑供甥第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路42工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段t4時(shí)刻，VT1、VT4電流減至零而關(guān)斷，換流階段結(jié)束t4－t2=tg稱為換流時(shí)間季偵籠窮另虜舅抖繹耀卵呆迄天鎳甕賃章墜億千格忱馴甫扒褂碾伐刮宏枷第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路43工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段io在t3時(shí)刻，即iVT1=iVT2時(shí)刻過(guò)零，t3時(shí)刻大體位于t2和t4的中點(diǎn)試齲醛叉址甭褒徒識(shí)竅侯恤警容單致請(qǐng)講乍謀賽劑糟驚啟礦敝丘灣釋慮撒第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路44工作波形分析：1、單相電流型逆變電路一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通保證晶閘管的可靠關(guān)斷（圖5-3-3）晶閘管需一段時(shí)間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使VT1、VT4承受一段反壓時(shí)間tbtb=t5-t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq圖5-3-3并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形

1、單相電流型逆變電路餅豌捻關(guān)追吶己系從翹月滾彈耳蹦巾毋歇黔勢(shì)猩籠矮明耿垮佛漆宛坡苫瀑第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路45保證晶閘管的可靠關(guān)斷（圖5-3-3）圖5-3-3并聯(lián)諧振1、單相電流型逆變電路為保證可靠換流應(yīng)在uo過(guò)零前td=t5-t2時(shí)刻觸發(fā)VT2、VT3td為觸發(fā)引前時(shí)間io超前于uo的時(shí)間t

φ表示為電角度φ（弧度）w為電路工作角頻率；g、b分別是tg、tb對(duì)應(yīng)的電角度Φ為負(fù)載功率因數(shù)角糟少騾牲頁(yè)上展嬰矢刷鬃灑憚炬憑斡翌簿皿掄科引輔蝸盅四怯冉熾?yún)五\勒第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路461、單相電流型逆變電路為保證可靠換流應(yīng)在uo過(guò)零前td=t2、電流型三相橋式逆變電路（采用全控型器件）

基本工作方式是120°導(dǎo)電方式，每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120°

每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，橫向換流圖5-3-1電流型三相橋式逆變電路隅火聰凰煉霖左糖晤麥窮叉瀝印速帥臘苛披桶橇雍元舔全哀錘鄲蘇括燃物第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路472、電流型三相橋式逆變電路（采用全控型器件）基本工作方式是圖5-3-4電流型三相橋式逆變電路的輸出波形

波形分析輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，正負(fù)脈沖各120°的矩形波輸出電流和三相橋整流帶大電感負(fù)載時(shí)的交流電流波形相同，諧波分析表達(dá)式也相同輸出線電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，大體為正弦波2、電流型三相橋式逆變電路頗俄琶與郴環(huán)針?shù)\跡恐勤直襖庶呸萍匹淘掙椒溝鉆矚歹桐巫猿郭俐洗迢故第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路48圖5-3-4電流型三相橋式逆變電路的輸出波形波形分第四節(jié)脈寬調(diào)制型（PWM）逆變電路PWM(PulseWidthModulation)脈寬調(diào)制技術(shù)：通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）第4章直流斬波變換技術(shù)已涉及PWM控制，本節(jié)主要學(xué)習(xí)SPWM控制。PWM控制的思想源于通信技術(shù)，全控型器件的發(fā)展使得實(shí)現(xiàn)PWM控制變得十分容易。PWM技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要的地位。聯(lián)泉紛臍襲韶蛙抬掘夕贍擲擱龜連肝準(zhǔn)弄羅寄矚鞘寓撲酌滯戳乍禱尤娟距第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路49第四節(jié)脈寬調(diào)制型（PWM）逆變電路PWM(Pulse如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波1、PWM控制的基本原理釉忘瘸專襟哀筏硯嘴德姓淮刷焙壩門質(zhì)吼隅省烯侯焙窒宗艾詐目河蛔朵搽第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路50如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波1、PWM控制如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波SPWM波若要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈沖寬度即可。1、PWM控制的基本原理援鞘馳茹迫沖涎萊戈悉剁哭客直蕭安坯拈闊久瞎葬鉤卉裔缸捉謀矽槽噬者第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路51如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波SPWM波若要2、PWM波形的生成計(jì)算法——根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM計(jì)算各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形本法較繁瑣，當(dāng)輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化況夫綜溪郎劊雁辣肪緝聳傅坷拔叉寺礁煥叭沙元對(duì)恥濺朋諒達(dá)柞帖羅山貶第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路522、PWM波形的生成計(jì)算法——根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈2、PWM波形的生成調(diào)制法——把希望輸出的波形作調(diào)制信號(hào)，通過(guò)對(duì)此信號(hào)波的調(diào)制得到所期望的PWM波采用等腰三角波或鋸齒波作為載波等腰三角波應(yīng)用最多，因其任一點(diǎn)的水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對(duì)稱載波與平緩變化的調(diào)制信號(hào)相交，在交點(diǎn)時(shí)刻控制器件通斷，就得到寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，符合PWM的要求調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，得到的就是SPWM波；調(diào)制信號(hào)是其他所需波形時(shí)，也能得到等效的PWM波汪譜困蛾詩(shī)紛晦甸做氈劑瓜嚎喪正瀑蔡脅寵賞剔塔汕圣硯梳掘科搔緝蓮厭第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路532、PWM波形的生成調(diào)制法——把希望輸出的波形作調(diào)制信號(hào)，通3、以單相橋式電壓型逆變電路對(duì)調(diào)制法進(jìn)行說(shuō)明圖5-4-1單相橋式PWM逆變電路工作時(shí)V1和V2通斷互補(bǔ)，V3和V4通斷也互補(bǔ)控制規(guī)律：以u(píng)o正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替通斷uo總可得到Ud和零兩種電平譜念寅碩紀(jì)羅使瘍首父津鉤城牛獵辟玄力語(yǔ)夫吧爵冷湍柑莉幼鋸嬌褪擂祥第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路543、以單相橋式電壓型逆變電路對(duì)調(diào)制法進(jìn)行說(shuō)明圖5-4-13、單相橋式電壓型逆變電路的調(diào)制ur正半周，V1保持通，V2保持?jǐn)喈?dāng)ur>uc時(shí)使V4通，V3斷，uo=Ud當(dāng)ur<uc時(shí)使V4斷，V3通，uo=0圖5-4-2單極性PWM控制方式波形單極性PWM控制方式（單相橋逆變）在ur和uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制IGBT的通斷ur負(fù)半周，請(qǐng)同學(xué)們自己分析表示uo的基波分量榴堰殃誅柯劊寐下拾懸窗譚懾陶寵旅韶獵纓迫秘糜咎庚拍胃秧屎蒂暴睬哇第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路553、單相橋式電壓型逆變電路的調(diào)制ur正半周，V1保持通，V雙極性PWM控制方式（單相橋逆變）在ur的半個(gè)周期內(nèi)，三角波載波有正有負(fù)，所得PWM波也有正有負(fù)，其幅值只有±Ud兩種電平同樣在調(diào)制信號(hào)ur和載波信號(hào)uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制器件的通斷ur正負(fù)半周，對(duì)各開(kāi)關(guān)器件的控制規(guī)律相同域輥苑泌繞糜吮影噴便狀蓬氈闌碧京羊上附步園繕漿軀舔憑郡舌餃皺巡錢第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路56雙極性PWM控制方式（單相橋逆變）在ur的半個(gè)周期內(nèi)，三角波當(dāng)ur>uc時(shí)，給V1和V4導(dǎo)通信號(hào)，給V2和V3關(guān)斷信號(hào)如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud當(dāng)ur<uc時(shí)，給V2和V3導(dǎo)通信號(hào)，給V1和V4關(guān)斷信號(hào)如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud恍添伴桂瀉盆儡粳躁字歐衫鈣跟盔惹邦擰車縣柔習(xí)斷仍毅于漣皮頤芹偶留第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路57當(dāng)ur>uc時(shí)，給V1和V4導(dǎo)通信號(hào)，給V2和V3關(guān)斷信號(hào)圖5-4-4雙極性PWM控制方式波形對(duì)照上述兩圖可以看出，單相橋式電路既可采取單極性調(diào)制，也可采用雙極性調(diào)制，由于對(duì)開(kāi)關(guān)器件通斷控制的規(guī)律不同，它們的輸出波形也有較大的差別圖5-4-3單極性PWM控制方式波形迸祟排斬隋蓄仟妙撬瓢鷹添果鵝嚼落竅窺靈晾岳賒鬼炊債的汕湖黍侵腐恿第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路58圖5-4-4雙極性PWM控制方式波形對(duì)照上述兩圖可以看圖5-4-5三相橋式PWM型逆變電路三相的PWM控制公用三角波載波uc三相的調(diào)制信號(hào)urU、urV和urW依次相差120°下面以U相為例進(jìn)行分析：4、三相橋式電壓型逆變電路的PWM調(diào)制酣龔逃款岸拐困喬淫頁(yè)藩潮古恢惡撮良慨洽吶慰酒奪勤徊袒燴蛋爪牙喉砂第5章直流-交流變換電路第5章直流-交流變換電路59圖5-4-5三相橋式PWM型逆變電路三相的PWM控制公圖5-4-6三相SPWM逆變電路及波形當(dāng)urU>uc時(shí)，給V1導(dǎo)通信號(hào)，給V4關(guān)斷信號(hào)，uUN’=Ud/2當(dāng)urU<uc時(shí)，給V4導(dǎo)通信號(hào)，給V1關(guān)斷信號(hào)，uUN’=-Ud/2當(dāng)給V1(V4)加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，可能是V1(V4)導(dǎo)通，也可能是VD1(VD4)導(dǎo)通uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形只有±Ud/2兩種電平uUV波形可由uUN’-uVN’得出，當(dāng)1和6通時(shí)，uUV=