第五章自换流逆变电路逆变器.ppt

4.1 逆变器的类型和性能指标 4.1.1 逆变器的类型 4.1.1 逆变器的类型(续1) 4.1.3 其他指标 4.2 电压型单相方波逆电路工作原理 4.2.1 电压型单相全桥逆变电路 特性分析-1 由于入端电压为恒定，桥中各臂元件轮番导通时，输出端电 压交替地被钳到入端电压Ud，故为交变方波。其频率取决 于门极信号的重复频率，因而实现逆变目的。 将UAB用傅里叶级数展开： 式中：UAB1m为基波电压幅值： 基波电压有效值： 由于负载为感性，阻抗角 负载基波电流iO1将滞后于基波电压角度φ。 当T1，4和T2，3导通时，负载由电源获得电能。 当D1，4和D2，3导通时，负载中电能反馈到C中，保证负载 电流连续。反并二极管和电容C为此无功电流提供了通路。 4.2.3 变压器中心抽头推挽式单相逆变电路 4.3 电压型单相逆变器输出电压和波形控制 4.3.0 概述 4.3.0 概述（续1） 4.3.0 概述（续2） 4.3.1 单脉冲宽度调制PWM逆变器 4.3.1 单脉冲宽度调制PWM逆变器（续1） 4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 正弦半波N等分，可看成N个彼此相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等 用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等 宽度按正弦规律变化 4.3.3 单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器 4.4.2 电流型三相逆变工作原理 4.5 电压型三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制 理论基础 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同 冲量指窄脉冲的面积 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同 低频段非常接近，仅在高频段略有差异 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 实例 电路输入：u(t)，窄脉冲，如图a、b、c、d所示 电路输出：i(t)， 面积等效原理 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形基本相同 4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理（续1） 用PWM波代替正弦半波 SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形 要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可 4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理（续2） PWM电压波在每一时间段都与该时段中正弦电压等效，除每一时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲还必须很窄，这就要求脉波数量P很多。脉波数越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉波电压就越等效于正弦电压。 4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理（续3） 一、单极正弦波PWM调制方式 ug2=0 T2断 控制电压的分布： 电路中，T1、T2为频控臂： 当ur0 ug1=1 T1通 当ur0 ug2=1 T2通 ug1=0 T1断 即ug1和ug2互为反相，并受ur极性控制。其频率为调制信号的频率。 ug3,ug4互为反向，受ur和uc的幅值控制 T3,T4组成了暂控臂 uruc,ug4=1,ug3=0,T3关断，T4导通 uruc,ug4=0,ug3=1,T4关断，T3导通 uo= Vd 0 uc0 uo= Vd 0 uc0 4.3.3 单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器（续1） 4.3.3 单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器（续2） 二、双极性正弦波PWM调制方式 uruc,T1、T4导通uo=Ud ur,uc,T2、T3uo=-Ud T1、T4和T2、T3两组相互导通 4.3.4 双极性正弦脉冲宽度调制BSPWM逆变器 4.3.4 双极性正弦脉冲宽度调制BSPWM逆变器（续1） 相同的开关频率时 单极性SPWM：开关动作次数相对少些，谐波情况好些，多用于单相逆变。 双极性SPWM：谐波情况差些，用于三相逆变。 载波比：载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr 调制比：正弦波幅值与三角波幅值比值称为调制比:M=Vrm/Vcm 4.3.4 双极性正弦脉冲宽度调制BSPWM逆变器（续2） 4.4.1 电压型三相逆变工作原理 4.4.2 电流型三相逆变工作原理 4.4三相逆变电路工作原理 基本假设： ★负载星形连接，平衡对称， 纯阻性、负载中点o点位作 为参考点，即uo=0 ★控制脉冲的宽度=? ★直流电容Cd值足够大； ★输入为DC直流源 ★电路已达到稳态 4.4.1 电压型三相逆变工作原理 控制电压信号的形成 载波电压：用一个对称的三角波，幅值为Uom，频率为fc； 控制信号：采用三相正弦波。 g g sm sc g g sm sb g g sm sa u u C t U u u u B t U u u u A t U u ? ? ? ? ? ? ? í