直流輸電PPT 逆變電路(1)

逆變電路逆變的概念

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。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。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。主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等。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。逆變電路最基本的工作原理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。a)b)tuoiot1t2換流方式分類(lèi)1)器件換流利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2)電網(wǎng)換流電網(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。不需要器件具有門(mén)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。3)

負(fù)載換流4)強(qiáng)迫換流電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路電壓型逆變電路的特點(diǎn)(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。

(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。

(3)阻感負(fù)載為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。單相電壓逆變電路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(chēng)為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱(chēng)續(xù)流二極管。a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2單相電壓逆變電路2)全橋逆變電路共四個(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°。輸出電壓合電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。改變輸出交流電壓的有效值只能通過(guò)改變直流電壓Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)。tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo單相電壓逆變電路阻感負(fù)載時(shí)，還可采用移相得方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。V3的基極信號(hào)比V1落后q

（0＜q

＜180°）。V3、V4的柵極信號(hào)分別比V2、V1的前移180°－q。輸出電壓是正負(fù)各為q的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓a)tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo單相電壓逆變電路3）帶中心抽頭變壓器的逆變電路交替驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負(fù)載加上矩形波交流電壓。兩個(gè)二極管的作用也是提供無(wú)功能量的反饋通道。Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為1：1時(shí)，uo和io波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。三相電壓逆變電路三個(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三相電壓逆變電路基本工作方式——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(chēng)為縱向換流。tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3三相電壓逆變電路波形分析負(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。負(fù)載線電壓、相電壓tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3三相電壓逆變電路負(fù)載中點(diǎn)和電源中點(diǎn)間電壓負(fù)載三相對(duì)稱(chēng)時(shí)有uUN+uVN+uWN=0，于是負(fù)載已知時(shí)，可由uUN波形求出iU波形。一相上下兩橋臂間的換流過(guò)程和半橋電路相似。橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流i