第8逆变电路精要.ppt

第八章 逆变电路 第一节 无源逆变及基本电路 第二节 电压型和电流型逆变器 第三节 脉宽调制型逆变电路 *第四节 软开关技术 本章小节 第八章 逆变电路—引言 第一节 无源逆变及基本电路 一、逆变电路的工作原理 二、基本逆变电路 一、逆变电路的工作原理 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理 一、逆变电路的工作原理 一、逆变电路的工作原理 一、逆变电路的工作原理 逆变电路最基本的工作原理 ——改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。 逆变电路的换相 换相——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。 逆变电路的换相 1) 器件换相（Device Commutation） 利用全控型器件的自关断能力进行换相。 在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器件的电路中的换相方式是器件换相。 2) 电网换相（Line Commutation） 电网提供换相电压的换相方式。 将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。 逆变电路的换相 3) 负载换相（Load Commutation） 由负载提供换相电压的换相方式。 负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换相。 4) 强迫换相（Forced Commutation） 设置附加的换相电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换相方式称为强迫换相。 通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换相。 逆变电路的换相 换相方式 分为外部换相和自换相两大类，外部换相包括电网换相和负载换相两种，自换相包括器件换相和强迫换相两种。 晶闸管时代十分重要，全控型器件时代其重要性有所下降。 二、基本逆变电路 1、半桥逆变电路 2、全桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 优点：电路简单，使用器件少。 缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，且直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡。 应用： 用于几kW以下的小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。 2、全桥逆变电路 特点 共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。 输出电压定量分析 uo成傅里叶级数 (8-1) 基波幅值 (8-2) 基波有效值 (8-3) uo为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现 第二节 电压型和电流型逆变器 逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同 一、电压型逆变器 电压型逆变电路的主要特点 一、电压型逆变器 三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路 应用最广的是三相桥式逆变电路 可看成由三个半桥逆变电路组成 一、电压型逆变器 波形分析 一、电压型逆变器 负载中点和电源中点间电压 二、电流型逆变器 二、电流型逆变器 电流型逆变电路主要特点 (1)?直流侧串大电感，相当于电流源 (2)?交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因 负载不同而不同 (3)?直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关 器件反并联二极管 电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍 应用较多 换流方式有负载换流、强迫换流 二、电流型逆变器 第三节 脉宽调制（PWM）型逆变电路 PWM (Pulse Width Modulation) 脉宽调制技术：通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值） 第6章直流斩波变换技术已涉及PWM控制，本章主要学习SPWM控制。 PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。 PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。 一、 PWM控制的基本原理 一、PWM控制的基本原理 8.3.2 SPWM波形的生成 计算法——根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM 波各脉冲宽度和间隔，据