第4章 逆变电路3.ppt

引言 ■逆变的概念 ◆与整流相对应，直流电变成交流电。 ◆交流侧接电网，为有源逆变。 ◆交流侧接负载，为无源逆变，本章主要讲述无源逆变。 ■逆变与变频 ◆变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 ◆交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。 ■逆变电路的主要应用 ◆各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 ◆交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。 4.1 换流方式 4.1.1 逆变电路的基本工作原理 4.1.2 换流方式分类 4.1.1 逆变电路的基本工作原理 4.1.1 逆变电路的基本工作原理 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。 4.1.2 换流方式分类 ■换流 ◆电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。 ■换流方式 ◆器件换流（Device Commutation） ?利用全控型器件的自关断能力进行换流。 ?在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。 ◆电网换流（Line Commutation） ?电网提供换流电压的换流方式。 ?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。 4.1.2 换流方式分类 4.2 电压型逆变电路·引言 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。 4.2.1 单相电压型逆变电路 2、全桥逆变电路 ◆移相调压方式(阻感负载时适用） ? V3的基极信号比V1落后?（0＜?＜180°）。V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180°-?。输出电压是正负各为?的脉冲。 ?改变?就可调节输出电压。 4.2.2 三相电压型逆变电路 4.2.2 三相电压型逆变电路 4.2.2 三相电压型逆变电路 4.2.2 三相电压型逆变电路 4.2.2 三相电压型逆变电路 4.2.2 三相电压型逆变电路 ■例：三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7次谐波的有效值UUV7。 解： 4.3 电流型逆变电路·引言 ■直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。 ■电流型逆变电路主要特点 ◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。 ◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。 ◆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。 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 保证晶闸管的可靠关断（图4-3-3） 晶闸管需一段时间才能恢复正向阻断能力，换流结束后还要使VT1、VT4承受一段反压时间tb tb= t5- t4应大于晶闸管的关断时间tq 4.3.1 单相电流型逆变电路 为保证可靠换流应在uo过零前td= t5- t2时刻触发VT2、VT3 td为触发引前时间 io超前于uo的时间 t φ表示为电角度φ （弧度） w为电路工作角频率； g、b分别是tg、tb对应的电角度 Φ为负载功率因数角 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.2 三相电流型逆变电路 本章小结 ■逆变电路分类方法 ◆可按换流方式、输出相数、直流电源的性质或用途等分类。 ◆本章主要采用按直流侧电源性质分类的方法，分为电压型和电流型两类。 ◆电压型和电流型的概念用于其他电路，会对这些电路有更深刻的认识，负载为大电感的整流电路可看为电流型整流电路，电容滤波的整流电路可看成为电压型整流电路。 ■与其它章的关系 ◆本章对逆变电路的讲述是很基本的，还远不完整，第7章的PWM控制技术在逆变电路中应用最多，绝大部分逆变电路都是PWM控制的，学完下一章才能对逆变电路有一个较为完整的认识。