电力电子技术 教学课件 作者 龙志文 电力电子技术课件 第三章.ppt

第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.1 单相半桥逆变电路 当VT1或VT2导通时,负载电流和电压同方向，直流侧向负载提供电能；当VD1或VD2导通时，负载电流和电压反方向，负载中电感的能量向直流侧反馈，反馈回的能量暂时储存在直流侧电容器中，电容器起缓冲这种无功能量的作用。 为了防止上、下桥臂的可控器件同时导通引起直流侧电源的短路，要先给应关断的器件关断信号，然后再给应导通的器件发出开通信号，就是在两者之间留一个死区时间。 第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.1 单相半桥逆变电路 第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.2 单相全桥逆变电路 电路共有四个桥臂，桥臂VT1和VT4作为一组，桥臂VT2和VT3作为另一组，同一组的两桥臂同时导通与关断，两组桥臂交替各导通180°。 U01=2√2 Ud /π=0.9Ud （3-8） 第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.2 单相全桥逆变电路 单相全桥逆变电路输出电压基波分量的幅值U01m和有效值U1分别为 U01m=4Ud /π=1.27Ud 　　（3-7） 第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.3 三相桥式逆变电路 电路由三个半桥电路组成。电容器在实际中可用一个，但为了分析方便画成两个，并有一个假想的中性点N’。由于输入端施加的是直流电压源，电力晶体管VT1-VT6始终保持正向偏置，VD1-VD6是与VT1-VT6反并联的二极管，其作用是为感性负载提供续流回路。同一半桥，上下两个桥臂以180°间隔交替开通和关断，VT1-VT6以60°的相位差依次开通和关断，所在任一瞬间将有三个桥臂同时导通，在逆变器输出端形成A、B、C三相电压。 第三章逆变电路 3.5 电压型逆变电路 3.5.3 三相桥式逆变电路 * 第三章逆变电路 3．1 电力电子器件的换流方式 3．2 有源逆变电路 3．3 无源逆变电路 3．4 负载换流式逆变电路 3．5 电压型逆变电路 3．6 电流型逆变电路 第三章逆变电路 在实际应用中除了将交流电能变换直流电能外，还需将直流电能换成交流电能，这种对应于整流的逆向过程称为逆变。完成这一变换过程的电路称为逆变电路。在一定条件下，同一晶闸管电路既可作整流又可作逆变，这种电路为变流电路或变流器。 如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，直流电逆变成与电网同频率的交流电反送至电网上，称为有源逆变。如果将电路的交流侧直接与负载连接，将直流电逆变成某一频率或频率可调的交流电供给负载，称为无源逆变。 第三章逆变电路 3.1 电力电子器件的换流方式 电流从一个支路向另一个支路的转移的过程称为换流，换流又常被称为换相。 一般来说，电力电子电路有四种换流方式： 1.器件换流 利用全控型器件自身具有的自关断能力实现换流称为器件换流。 2.电网换流 由电网提供换流电压称为电网换流。 3.负载换流 由负载提供换流电压称为负载换流。 4.脉冲换流 设置附加的换流电路，向导通的晶闸管施加反向电压或从导通的晶闸管控制级施加反向电流，使晶闸管强迫关断，称为脉冲换流。又称强迫换流。 脉冲换流有脉冲电压换流和脉冲电流换流两种。 第三章逆变电路 3.1 电力电子器件的换流方式 第三章逆变电路 3.2 有源逆变电路 有源逆变电路主要应用于直流电机的可逆调速、绕线转子异步电动机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等领域。 3.2.1 有源逆变的工作原理 1.直流电能的传递 有两个电源，一个是电池，一个是具有电动势的直流电动机，其电路的连接方式有三种。 由上述分析可知： （1）两个电源同极相接时，电流总是从电动势高处流向电动势低处，电路中电流的大小为两电动势之差与回路电阻的比值。如果回路电阻很小，很小的电动势差也可产生足够大的电流，使两个电源系统之间交换很大的功率。 （2）电流从正端流出的电源输出功率，电流从正端流入的电源接受功率。 （3）两个直流电源反极性相接时，如果回路电阻很小，回路中的电流将很大，这实际上相当于两个电源短路。在工作中应严防这种事故的发生。 第三章逆变电路 3.2 有源逆变电路 第三章逆变电路 3.2 有源逆变电路 2.有源逆变的工作原理 1)电动机M电动运行 电路工作在整流状态，晶闸管的控制角在0～90°之间，电动机作电动运行。这时交流电源通过晶闸管输出电能，电动机则输入电能。当UdEM时电路的电流值为 Id=（Ud—EM）/R 式中，