电力电子技术chapter4-3讲述.ppt

4.4.2.2变压器移相多重叠加的电流型阶梯波逆变器 采用Δ/YΔ变压器联接的两重叠加结构 4.1 概述 4.1.1逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量PWM控制 4.3.1三相VSR空间电压矢量分布 4.3.2空间电压矢量的合成 4.4 电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器 本章小结 DC-AC变换器即无源逆变电路（简称为逆变器）作为在国民经济各领域有着广泛而重要应用的电能变换装置，多年来备受关注，其相关技术也得到了快速发展。 本章分别以电压型逆变器和电流型逆变器为研究对象，具体阐述了相应方波逆变器、阶梯波逆变器的基本原理、电路拓扑、波形调制以及谐波特征等。 在研究了基于脉冲幅值调制（PAM）的方波逆变器和阶梯波逆变器基础上，重点讨论了电压型正弦波逆变器及其脉宽调制（PWM）技术。 针对正弦波逆变器的正弦脉宽调制（SPWM），在详细论述了其基本问题之后，具体分析了单相、三相电压型正弦波逆变器的SPWM控制，并讨论了SPWM谐波及其特征。 鉴于PWM技术的发展，本章还简单讨论了较正弦脉宽调制（SPWM）技术性能优越的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。 4.1 概述 4.1.1逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量PWM控制 4.3.1三相VSR空间电压矢量分布 4.3.2空间电压矢量的合成 4.4 电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器 可见，三相VSR空间电压矢量控制与相电压参考点（如图4-48中的0或N点）的选择无关。 可见，三相VSR空间电压矢量控制与相电压参考点（如图4-48中的0或N点）的选择无关。 图4-50中，6条模为的空间电压矢量将复平面均分成六个扇形区域I~VI，对于任一扇形区域中的电压矢量，均可由该扇形区两边的VSR空间电压矢量来合成。如果在复平面上匀速旋转，就对应得到了三相对称的正弦量。实际上，由于开关频率和矢量组合的限制，的合成矢量只能以某一步进速度旋转，从而使矢量端点运动轨迹为一多边形准圆轨迹。显然，PWM开关频率越高，多边形准圆轨迹就越接近圆。 上述分析表明，VSR空间矢量合成，不同方法各有其优缺点。从开关次数来看第二种方法开关次数较少损耗较低；从谐波幅值来看，第三种方法谐波相对较低；但从算法的简单性上看，第一种方法较好。 当采用PAM（脉冲幅值调制）时，输出方波电流的频率由功率管导电周期控制，输出方波电流的幅值则通过其直流电流幅值控制来实现，而直流电流的幅值可通过调节其直流输入电压的电流闭环进行控制。输出电流波形如图4-54b所示。 当采用SPM（单脉冲控制）时，其直流侧电流的幅值恒定，输出方波电流的频率可由输出周期的改变来控制，而通过改变电流方波宽度便可以控制输出方波电流的幅值。输出电流波形如图4-54c所示。值得注意的是，单脉冲控制包括对称单脉冲控制和移相单脉冲控制两种基本方式。有关对称单脉冲控制和移相单脉冲控制时的信号发生可参见单相全桥电压型方波逆变器单脉冲控制的相关内容（参见4.2.1）。 采用负载换流的晶闸管单相全桥电流型方波逆变器的电路结构如图4-55a所示。由于采用了负载换流，此时，无需增加强迫换流电路，因此电路结构较为简单。图4-55a所示电路实际上是中频感应加热的电流型逆变器电路，其中LC串联支路为电磁感应线圈及容性补偿电容的等效电路。为了使输出电压波形近似为正弦波，将逆变器输出电路设计成并联谐振电路。这是因为：当并联谐振电路的谐振频率接近逆变器的输出基波频率时，负载将对输出基波电流呈现高阻抗，而对输出谐波电流呈现低阻抗，这样就使基波电流在负载电路中产生较大的压降，而谐波电流在负载电路中产生较小的压降，因此，输出电压波形近似为正弦波。当采用SPM（单脉冲控制）时，其直流侧电流的幅值恒定，输出方波电流的频率可由输出周期的改变来控制，而通过改变电流方波宽度便可以控制输出方波电流的幅值。输出电流波形如图4-54c所示。值得注意的是，单脉冲控制包括对称单脉冲控制和移相单脉冲控制两种基本方式。有关对称单脉冲控制和移相单脉冲控制时的信号发生可参见单相全桥电压型方波逆变