第七章-逆变电路案例.ppt

第7章: 无源逆变电路 7.1 逆变器的性能指标与分类 7.2 逆变电路的工作原理 7.3 电压型逆变电路 7.4 电流型逆变电路 7.5 逆变器的SPWM控制技术 7.6 负载换流式逆变电路 7.1 逆变器的性能指标与分类 （一）逆变器的性能指标 （1）谐波系数HF（Harmonic Factor） 谐波系数HF定义为谐波分量有效值同基波分量有致值之比，即 式中n=1、2、3…，表示谐波 次数，n=1时为基波。 （二）逆变电路的分类 ① 电压型：电压型逆变器的输人端并接有大电容，输入直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。 ② 电流型：电流型逆变器的输入端串接有大电感，输入直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交流电流输出。 （二）逆变电路的分类 ① 负载换流型逆变电路； ② 脉冲换流型逆变电路； ③ 器件及电网换流型逆变电路。 （三）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。 （三） 换流方式分类 1) 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。 2) 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。 3) 负载换流（Load Commutation） （三）换流方式分类 由负载提供换流电压的换流方式称负载换流 负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。 如图是基本的负载换流电路，4个桥臂均由晶闸管组成。 整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性。 直流侧串电感，工作过程可认为id 基本没有脉动。 uo接近正弦波。 注意触发VT2、VT3的时刻t1必须在uo过零前并留有足够的裕量，才能使换流顺利完成。 （三）换流方式分类 4)强迫换流（Forced Commutation） (三)换流方式分类 直接耦合式强迫换流 当晶闸管VT处于通态时，预先给电容充电。当S合上，就可使VT被施加反压而关断。 也叫电压换流。 （三）换流方式分类 换流方式总结： 器件换流——适用于全控型器件。 其余三种方式——针对晶闸管。 器件换流和强迫换流——属于自换流。 电网换流和负载换流——属于外部换流。 当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终止流通而变为零，则称为熄灭。 （四）逆变电路用途 1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流电动机调速。 7.2 逆变电路的工作原理 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理 7.2 逆变电路的工作原理 S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。 7.2 逆变电路的工作原理 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。 7.3 电压型逆变电路 1）逆变电路的分类 —根据直流侧电源性质的不同 7.3 电压型逆变电路 2）电压型逆变电路的特点 7.3.1电压型单相半桥逆变电路 它由两个导电臂构成，每个导电臂由一个全控器件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容C1和C2，且满足C1=C2。设感性负载连接在A、0两点间。 T1和T2之间存在死区时间，以避免上、下直通，在死区时间内两晶闸管均无驱动信号。 7.3.1电压型单相半桥逆变电路 在一个周期内，电力晶体管T1和T2的基极信号各有半周正偏，半周反偏，且互补。 若负载为阻感负载，设t2时刻以前，T1有驱动信号导通，T2截止，则 u0=Ud/2。 t2时刻关断的T1，同时给T2发出导通信号。由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向，于是D2导通续流，u0=－Ud /2 。 t3时刻i。降至零，D2截止，T2导通，i。开始反向增大，此时仍然有u0=－Ud /2 。 在t4时刻关断T2，同时给T1发出导通信号，由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向，D1先导通续流，此时有u0=Ud /2 ； t5时刻 i。降至零， T1导通，u0=Ud /2 ； 输出电压有效