电力电子技术高锋阳电子课件第4章节逆变电路1章节.ppt

4.2.3电流型单相桥式方波逆变电路 晶闸管的触发脉冲uGl~uG4、晶闸管承受的电压uVTl~uVT4以及A、B间的电压uAB也都示于图4-13中。 在换流过程中，上下桥臂的LT上的电压极性相反，如果不考虑晶闸管压降，则uAB=0。 uAB的脉动频率为交流输出电压频率的两倍。在uAB为负的部分，逆变电路从直流电源吸收的能量为负，即补偿电容C的能量向直流电源反馈。这实际上反映了负载和直流电源之间元功能量的交换。在直流侧，io起到缓冲这种无功能量的作用。 图4- 13并联谐振式逆变电路工作波形 4.2.3电流型单相桥式方波逆变电路 (4-28) 如果忽略换流过程，io可近似看成矩形波，展开成傅里叶级数可得 其基波电流有效值Iol为 下面再来看负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系。如果忽略电抗器Ld的损耗，则uAB的平均值应等于Ud。再忽略晶闸管压降，则从图4-13的uAB波形可得 (4-29) (4-30) 4.2.3电流型单相桥式方波逆变电路 一般情况下γ值较小，可近似认为cos(γ/2)≈1，再考虑到式(4-30)可得 或 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。 (4-31) (4-32) 4.2.3电流型单相桥式方波逆变电路 [例]有一台功率P=100kW，工作频率f=1000Hz中频电源。输入直流电压E=500V，电流Id=250A；逆变输出功率因数cosφ=0.8，逆变效率η=0.98，负载功率因数数cosφL=0.1；采用di/dt=20A/μs的普通晶闸管元件构成并联谐振式逆变器，试选择晶闸管定额，限流电抗器电感值，换流电容容量。 [解] (1)晶闸管额定电压 负载电压 设晶闸管最大正向及反向电压均等于负载电压峰值，并取1.5倍电压裕量，则晶闸管额定电压为 4.2.3电流型单相桥式方波逆变电路 (2)晶闸管额定电流 负载电流有效值 晶闸管通态平均电流 式中，fm=1.6，为1000Hz时晶闸管损耗系数；Kb=2，为单相桥式逆变电路并联导通元件数。 4.2.4电流型三相桥式方波逆变电路 电流型三相桥式逆变电路 当采用120°导电型工作方式时，驱动信号电压和输出电流的波形如图4-15所示。 换流方式为横向换流。 按VT1到VT6的顺序每隔60°依次导通。其导通顺序为VT6、VT1→VT1、VT2→VT2、VT3→VT3、VT4→VT4、VT5→VT5、VT6→VT6、VT1，每个状态持续导通60°。 电路工作时，任何瞬间都只有两个开关导通，一个在共阴极组，另一个在共阳极组。 每个周期中，每个器件依次导通120°。 图4- 14电流型三相桥式逆变电路 图4- 15电流型三相桥式逆变电路的输出波形 4.2.4电流型三相桥式方波逆变电路 假定VT1-VT6为理想开关，忽略换流过程，则一个周期内，6个不同的工作状态分别为： 在0~π/3区间，VT6、VT1导通，W相无电流，iU=Id、iV=-Id、Iw=0。 在π/3 ~2π/3区间，VT1、VT2导通，V相无电流，iU=Id、iV=0、iW=-Id。 在2π/3~π区间，VT2、VT3导通，U相无电流，iU=0、iV=Id、iW=-Id。 在π~4π/3区间，VT3、VT4导通，i =-Id、iV=Id、iW=0。 在4π/3~5π/3区间，VT4、VT5导通，iU=-Id、iV=0、iW=Id。 在5π/3 ~2π区间，VT5、VT6导通，iU=0、iV=-Id、iW=Id。 可以看出，元件换流在上或下桥臂元件组内进行，即在VT1、VT3、VT5及VT2、VT4、VT6间进行。