第四章电力电子技术—逆变电路.ppt

2010-5-1 第六章 计算机控制系统理论基础 计算机控制系统 第四章 逆变电路 本章主要内容 4.1换流方式 4.2电压型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.4多重逆变电路和多电平逆变电路 概述 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.1换流方式 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.2电压型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.3电流型逆变电路 4.4多重逆变电路和多电平逆变电路 要点总结 逆变的基本工作原理，四种换流方式 电压型和电流型逆变电路，包括单相和三相，如半桥、全桥等。 各种电路的换流原理、输出电压和电流波形，以及线电压、相电压、相电流等的谐波分析 作业 第4章 5、6题（118页） 1. 单相电流型逆变电路 工作波形——在一个周期内，有两个稳定导通阶段和两个换流阶段 t1~t2：VT1和VT4稳定导通阶段，io=Id，t2前在C上建立了左正右负的电压 t2时，触发VT2和VT3开通，进入换流阶段 ——换流电抗器LT使得VT1 和VT4不能立刻关断，其电流有减小过程，VT2和VT3电流有增大过程 ——4个VT全部导通，C电压经两个并联的放电回路同时放电 1. 单相电流型逆变电路 工作波形 ——放电回路一：经LT1、VT1、VT3、LT3回到C ——放电回路二：经LT2、VT2、VT4、LT4回到C t4时，VT1、VT4电流减至0关断，Id全部从VT1、VT4转移到VT2、VT3，换流阶段结束 换流时间tγ： tγ=t4-t2 VT需恢复正向阻断能力，t4时刻换流结束后要使VT1、VT4承受一段反压时间t?= t5-t4应大于VT关断时间tq 1. 单相电流型逆变电路 工作波形 触发引前时间t? ：为保证可靠换流，在uo过零前t?=t5- t2时刻触发VT2、VT3 io超前uo的时间t? ?(负载的功率因数角) 1. 单相电流型逆变电路 负载电流io的傅里叶级数 基波有效值Io1 负载电压有效值Uo和直流电压Ud关系 一般情况下?值较小，近似认为cos(?/2)≈1 1. 单相电流型逆变电路 自励方式——实际工作过程中，负载感应线圈参数随时间变化，固定的工作频率可能导致逆变失败，则必须使工作频率适应负载的变化而自动调整 他励方式——固定工作频率的控制方式 自励方式存在起动问题 先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式 附加预充电起动电路，再实现自励 2. 三相电流型逆变电路 电路结构 基本工作方式是120o导电方式，VT1至VT6顺序间隔60o依次导通 每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通，换流方式为横向换流 工作波形 输出电流和负载无关，正负脉冲各120o的矩形波 t O t O t O t O I d i V i W u UV U i 输出电流和三相桥带大电感负载整流的交流电流相同，谐波也相同 输出线电压和负载有关，大体为正弦波，因换流叠加一些脉冲 输出电流基波有效值和直流电流关系 2. 三相电流型逆变电路——串联二极管式晶闸管电路 用于中大功率交流电动机调速系统 电路结构 电流型三相桥式逆变电路，各桥臂的VT和VD串联使用 120o导电工作方式 采用强迫换流方式，电容C1~C6为换流电容 换流过程分析 电容器充电规律 ——对于共阳极VT，与导通VT相连一端极性为正，另一端为负，不与导通VT相连的C电压为零，共阴极的情况与此类似，但电压极性相反 2. 三相电流型逆变电路——串联二极管式晶闸管电路 换流过程分析 等效换流电容 ——从VT1向VT3换流，C13是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容，C13=3C/2 换流阶段分为恒流放电和VD换流两个阶段 VT1向VT3换流 + - U V W VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d + - U V W VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d ——假设t1时刻换流前V