44多重逆变电路和多电平逆变电路-湖南大学.PPT

无源逆变器的基本类型 无源逆变 直流 ? 交流（向负载直接供电） 逆变与变频 逆变电路经常与变频的概念联系在一起 变频电路：交交变频和交直交变频两种 交直交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。 4.2 电流型逆变电路 ■基本的数量关系 ◆io展开成傅里叶级数可得 其基波电流有效值Io1为 ◆负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系 4.2 电流型逆变电路 一般情况下?值较小，可近似认为cos(?/2)≈1，可得 ： ■实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整，这种控制方式称为自励方式。 ◆固定工作频率的控制方式称为他励方式。 ◆自励方式存在起动问题，解决方法： ?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。 4.2 电流型逆变电路 三、三相电流型逆变电路 t O t O t O t O I d i V i W u UV U 电流型三相桥式逆变电路的输出波形 电流型三相桥式逆变电路 ■电路分析 ◆基本工作方式是120°导电方式，每个臂一周期内导电120°，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。 ■波形分析 ◆输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120°的矩形波。 ◆输出电流和三相桥整流带大电感负载时的交流电流波形相同，谐波分析表达式也相同。 ◆输出线电压波形和负载性质有关，大体为正弦波，但叠加了一些脉冲。 ◆输出交流电流的基波有效值IU1和直流电流Id的关系为 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 ■电压型逆变电路的输出电压是矩形波，电流型逆变电路的输出电流是矩形波，矩形波中含有较多的谐波，对负载会产生不利影响。 ■常常采用多重逆变电路把几个矩形波组合起来，使之成为接近正弦波的波形。 ■也可以改变电路结构，构成多电平逆变电路，它能够输出较多的电平，从而使输出电压向正弦波靠近。 一、概述 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 二、多重逆变电路 ■二重单相电压型逆变电路 ◆两个单相全桥逆变电路组成，输出通过变压器T1和T2串联起来。 ◆输出波形 两个单相的输出u1和u2是180° 矩形波。 u1和u2相位错开?=60°,其中的3次谐波就错开了3×60°=180，变压器串联合成后，3次谐波互相抵消，总输出电压中不含3次谐波。 uo波形是120°矩形波，含6k±1次谐波，3k次谐波都被抵消。 120° 60° 180° t O t O t O 三次谐波 三次谐波 u 1 u 2 u o 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来，使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消，就可以得到较为接近正弦波的波形。 多重逆变电路有串联多重和并联多重两种 串联多重——把几个逆变电路的输出串联起来,多用于电压型 并联多重——把几个逆变电路的输出并联起来,多用于电流型 ■结论 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 ■三相电压型二重逆变电路 ◆电路分析 由两个三相桥式逆变电路构成，输出通过变压器串联合成。 两个逆变电路均为180°导通方式。 工作时，逆变桥II的相位比逆变桥I滞后30°。 T1为Δ/ Y联结，线电压变比为 ，T2一次侧Δ联结，二次侧两绕组曲折星形接法，其二次电压相对于一次电压而言，比T1的接法超前30°，以抵消逆变桥II比逆变桥I滞后的30°，这样uU2和uU1的基波相位就相同。 ?如果T2和T1一次侧匝数相同，为了使uU2和uU1基波幅值相同，T2和T1二次侧间的匝比就应为 。 三相电压型二重逆变电路 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 t O t O t O t O t O 3 1 3 1 ) ( 1 + ) U U1 U A21 -U B22 U U2 U UN ( U A1 ) U d U d 3 2 U d 3 1 U d 3 2 U d ( 1 + U d 3 1 U d 三相电压型二重逆变电路波形图 U A21 U UN U U2 -U B22 U U1 ( U A1 ) 二次侧基波电压合成相量图 ◆工作波形 T1、T2二次侧基波电压合成情况的相量图如上图所示，图中UA1、UA21、UB22分别是变压器绕组A1、A21、B22上的基波电压相量。 由右图可以看出，uUN比uU1接近正弦波。 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 ◆基本的数量关系 把uU1展开成傅里叶级数得