四逆变电力电子技术.ppt

2．按逆变电 的结构分类： a.桥式电路 与整流电路对比，电源与负载的位置正好倒置 　　 　电源　　　　　　　　负载 整流中：交流电网　　 滤波器及其直流负载 逆变中：直流电源 交流负载 （阻性、感性或反电动势等） b.零式电路： 负载中带有电感L，T1和T2交替导通和截 止，负载电路得到交替变化的电压和电流。 单相电路：主要应用于不间断电 源（UPS）。  恒压恒频电源中等。 三相电路：应用于交流电机变频调速等。 5．按输入能量储存方式划分： 逆变电路在感性或容性负载下除输出有功功率之外，电路中尚有无功功率，后者在逆变电路和直流侧储能元件间来回流传。 a.电压型逆变电路 -直流侧并联大电容Cd，使ud=Ud. -Cd不仅起滤波作用，而且起着维持电能平衡的作用， 当逆变器开关轮番以不同的工作状态工作时，Cd轮番 贮存和释放电能，使无功功率在电路中来回流传。 -电压型逆变电路输出负载一般为感性。若接容性负载， 则须在输出端串入电感。以避免电压源_电容回路在逆 变器开关元件开关瞬间出现过电流。 -桥式电路中，采用纵向换流，换流在每相上、下桥臂间进行。 -每相上、下桥臂不能同时导通，否则将直通短路。 b.电流型逆变器，图5-3. -直流侧串联大电感，id=Id。 -Ld不仅起平滑电流，而且起维持电能平衡的作用。（即提供无功能量） -输出负载一般为容性。若需接感性负载，则输出端需并联电容。以避免电流源—电感割集。防止开关瞬间过电压。 -桥式电路中，采用横向换流，换流在上或下桥臂组各元件之间进行。 -上桥臂组或下桥臂组各元件不能同时关断，否则Ld中能量无处释放，逆变器将过压损坏。 4.2.1 1．半桥逆变电路 电路结构 ????? 工作原理 V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏，互补 uo为矩形波，幅值为Um=Ud/2 设开关元件V1和V2的栅极信号在一个周期内各有半周正偏。且二者互补，当负载为阻感性时，其波形如图5-6.b所示： a. 0tt1, V1，V2截止，VD1通，负载电流方向： RL VD1 Ud C2，此时负载向电容Cd反馈无功能量。 b. t1tt2, V1通，V2截止。负载电流方向： Ud V1 L R C2,此时负载消耗有功。 c. t2tt3,V1、V2截止，VD2通。负载电流方向： LR C1 Ud VD2 .此时负载向电容Cd反馈无功。 d. t3tt4,V1截止，V2通。负载电流方向为： Ud C1 R L V2,此时负载消耗有功。 4.2.1 单相电压型逆变电路 io波形随负载而异，感性负载时，(图4-6b) V1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量 VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈,暂存在直流侧电容中。 VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续，又称续流二极管 特点 优点：简单，使用器件少能避免直流偏磁现象。 缺点：交流电压幅值Ud/2，直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡（简单办法加并联电阻） 用于几kW以下的小功率逆变电源。功率变大，两桥臂上电容流过的脉动电流过大，易损坏。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合 3. 单相全桥逆变电路 单相全桥逆变电路如下图所示，电压波形见下右图。 它共有四个桥臂，桥臂1、4构成一对，2、3构成另一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180度。输出电压形状同5-6.b.但幅值要高出一倍。为Um=Ud. a. 0tt1.V1-V4截止，VD1、VD4导通。负载电流方向： LR VD1 Cd VD4,负载电感向电容Cd反馈无功。 b. t1tt2. V1、V4通， V3、V2截止，负载电流方向： Cd V1 RL V4. 负载电流，电压同相，消耗有功。 c. t2tt3,VD2和VD3通。V2-V3截止，负载电流方向： RL VD3 Cd VD2 ，负载电感向电容Cd反馈无功。 d. t3tt4. V2、V3导通。 V1和V4止，负载电流