電力電子第四章逆變電路

第四章逆變電路電自1201王浦任201207010127有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)（電源）。無源逆變電路的交流側(cè)直接和負(fù)載聯(lián)接。1．無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。全控型器件采用此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。負(fù)載換流：由負(fù)載提供換流電壓，當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載即負(fù)載電流超前于負(fù)載電壓時(shí)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換流。2．換流方式各有那幾種？各有什么特點(diǎn)？

按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類：直流側(cè)是電壓源的逆變電路稱為電壓型逆變電路直流側(cè)是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路3．什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)。電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是：①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容（相當(dāng)于電壓源）。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(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)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是：①直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。②電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。因?yàn)榉答仧o功能量時(shí)直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(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？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？

在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時(shí)，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)反饋二極管。5.三相橋式電壓型逆變電路，180°導(dǎo)電方式，Ud=100V。試求輸出相電壓的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、輸出線電壓的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、輸出線電壓中5次諧波的有效值UUV5。=15.59(V)解：輸出相電壓的基波幅值為：UUN1m==0.637Ud=63.7(V)輸出相電壓基波有效值為：UUN1==0.45Ud=45(V)輸出線電壓的基波幅值為：UUV1m==1.1Ud=110(V)輸出線電壓基波的有效值為：UUV1==0.78Ud=78(V)輸出線電壓中五次諧波uUV5的表達(dá)式為：uUV5=其有效值為：UUV5==15.59(V)8．逆變電路多重化的目的是什么？如何實(shí)現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于什么場合？

逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級提高，二是可以改善輸出電壓的波形。因?yàn)闊o論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對負(fù)載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個(gè)矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。

逆變電路多重化就是把若干個(gè)逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出串聯(lián)起來，并聯(lián)多重是把幾個(gè)逆變電路的輸出并聯(lián)起來。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路得多重化。9.多電平逆變電路主要有哪幾種形式？各有什么特點(diǎn)？飛跨電容型逆變電路中點(diǎn)鉗位型逆變電路單元串聯(lián)多電平逆變電路飛跨電容型逆變電路要構(gòu)成更多電平的電路，需要的電容數(shù)目會急劇增加，因?yàn)橐褂幂^多電容，而且要控制電容上的電壓，因此使用較少。中點(diǎn)鉗位型逆變電路每個(gè)橋臂由兩個(gè)全控型器件構(gòu)成，兩個(gè)器件都反并聯(lián)了二極管。一個(gè)橋臂的兩個(gè)器件的中點(diǎn)通過鉗位二極管和直流側(cè)電容中點(diǎn)O’連接。每個(gè)主開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)所承受的電壓僅為直流側(cè)電壓的一半。因此中點(diǎn)鉗位型三電平逆變電路比兩電平逆變電路更適合于高壓大容量應(yīng)用場合的原因。隨著電平數(shù)的增加，所需的鉗位二極管的數(shù)目也急劇增加。單元串聯(lián)多電平逆變電路每一相是由多個(gè)單相電壓型全橋逆變電路串聯(lián)起來的串聯(lián)多重單相