第四章逆变电路第十四次课.ppt

电流型单相桥式逆变电路 当T1、T4导通，T2、T3关断时，I0=Id ；反之，I0=-Id 。 当以频率f交替切换开关管T1、T4和T2、T3时，则在负载上获得如图 4.4.1（b）所示的电流波形。 输出电流波形为矩形波，与电路负载性质无关，而输出电压波形由负载性质决定。 主电路开关管采用自关断器件时，如果其反向不能承受高电压，则需在各开关器件支路串入二极管。 图4.4.1 电流型单相桥式 逆变电路及电流波形 4.4.1 1、电路工作过程： 防反相高压 恒流大电感 电流型单相桥式逆变电路 其中基波幅值I01m和基波有效值I01 分别为 (4.4.1) (4.4.2) (4.4.3) 4.4.1 将图4.4.1（b）所示的电流波形i0展开成傅氏级数,有 2、电流波形参数计算： 图4.4.1 电流型单相桥式 逆变电路及电流波形 电流型三相桥式逆变电路 导电方式为120°导通、横向换流方式，任意瞬间只有两个桥臂导通。 导通顺序为1→T2→T3→T4→T5→T6，依次间隔60°，每个桥臂导通120°。这样，每个时刻上桥臂组和下桥臂组中都各有一个臂导通。 输出电流波形与负载性质无关。 输出电压波形由负载的性质决定。 图4.4.3 电流型三相桥式逆变电路原理图及输出电流波形 (4.4.4) 4.4.2 1、工作方式: 输出电流的基波有效值I01和直流电流Id的关系式为： 第四章: 逆变电路 4.1 逆变器的性能指标与分类 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的 工作原理 4.3 电压型逆变电路 4.4 电流型逆变电路 4.5 逆变器的SPWM控制技术 4.6 负载换流式逆变电路 SPWM控制的基本原理 将一个正弦波半波电压分成N等份，并把正弦曲线每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应正弦等份的中点重合，得到如图4.5.1（b）所示的脉冲列。这就是PWM波形。正弦波的另外一个半波可以用相同的办法来等效。 PWM被形的脉冲宽度是按正弦规律变化，称为SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）波形。 图4.5.1 SPWM电压等效正弦电压 4.5.1 是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅 值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或者其它所需 要的波形。 1、PWM产生原理： 2、SPWM控制方式： 单极性SPWM控制方式 在ur的正半周期，T1保持导通，T4交替通断。当ur uc时，使T4导通，负载电压u0= Ud；当ur≤uc时，使T4关断，由于电感负载中电流不能突变，负载电流将通过D3续流，负载电压u0=0。 在ur的负半周，保持T2导通，使T3交替通断。当ur uc时，使T3导通，u0=- Ud；当ur≥uc时，使T3关断，负载电流将通过D4续流，负载电压u0=0。 图4.5.2 电压型单相桥式PWM逆变电路原理图 4.5.2 图4.5.3 单极性PWM控制方式 1、定义：三角载波只在一个方向变化 得到的PWM波形也只在一个方向变化的控制方式称为单极性SPWM控制方式。 2、原理：载波信号uc在信号波正半周为正极性的三角波，在负半周为负极性的三角波，调制信号ur和载波uc的交点时刻控制逆变器晶体管T3、T4的通断。 3、晶体管的控制规律： 单极性SPWM控制方式 调节调制信号ur的幅值可以使输出调制脉冲宽度作相应的变化，这能改变逆变器输出电压的基波幅值，从而可实现对输出电压的平滑调节；改变调制信号ur的频率则可以改变输出电压的频率。 所以，从调节的角度来看，SPWM逆变器非常适用于交流变频调速系统。 图4.5.3 单极性PWM控制方式 4.5.2 双极性SPWM控制方式 在ur的正负半周内，在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制各开关器件的通断。当ur uc时，使晶体管T1 、T4导通，使T2 、T3关断，此时，u0= Ud；当ur uc时，使晶体管T2 、T3导通，使T1 、T4关断，此时，u0=-Ud。 图4.5.4双极性PWM控制方式 4.5.3 2、晶体管的控制规律： 1、定义：三角载波是正负两个方向变化，所得到的SPWM波形也是在正负两个方向变化控制方式。 在ur的一个周期内，PWM输出只有±Ud两种电平。逆变电路同一相上下两臂的驱动信号是互补的。在实际应用时，为了防止上下两个桥臂同时导通而造成短路，在给