第8章 电力电子学基础.pptVIP

8.3 逆变器 利用晶闸管电路把直流电变成交流电，这种对应于整流的逆向过程，称之为逆变，把直流电变成交流电的装置，叫做逆变器。 变流器交流侧接到负载，把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载，则称为。 有源逆变 逆变 无源逆变 变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为 同频率的交流电反馈到电网去 一、无源逆变电路的工作原理 无源逆变器的工作原理，可以用如图所示的开关电路来说明。 1. 无源逆变器的简单工作原理 2.单相晶闸管桥式逆变器 二、单相无源逆变器的电压控制 ???? 1. 控制逆变器的输入直流电压 2. 在逆变器内部的电压控制 （1）脉宽控制 不改变逆变器输入直流电压的大小，而是通过改变逆变器中晶闸管（或晶体管）的导通时间以控制输出脉冲的宽度来改变逆变器输出电压，此方法称脉宽控制。 若使延迟角从0变到1800，将可以使逆变器的输出电压从最大值变到零。 （2）脉冲宽度调制（PWM） 如果使VS1与VS4，VS2与VS3通过高频调制控制，能在半个周期内重复导通和关断N次，则其输出电压波形为一系列被调制的矩形脉冲（称载波），如图所示（这时N=5）。 逆变器输出电压的幅值是通过改变脉冲总的导通时间与总的关断时间的比率来控制的，这有两种基本的方法： 第一种方法是维持恒定的脉冲宽度而改变每一半周期内的脉冲数； 第二种方法是改变脉宽，而维持每一半周期内的脉冲数不变。 第一种方法是维持恒定的脉冲宽度而改变每一半周期内的脉冲数。 第二种方法是改变脉宽，而维持每一半周期内的脉冲数不变。 三、无源逆变器的换相（换流） 但由于电流是直流电，没有像交流电那样电压有过零变负的时候，所以，如不采取措施，则晶闸管一旦触发导通后就关断不了。 两组晶闸管交替地导通和关断的过程，就是电流转换的过程，简称换流。 负载是由电感L和补偿电容C组成的并联谐振回路，Ld为限流电抗器。 10.4 晶闸管的触发电路 向晶闸管供给触发脉冲的电路，叫触发电路。 （1）单结晶体管触发电路 （2）小容量晶闸管触发电路 （3）晶体管触发电路 10.4.1 晶闸管对触发电路的要求 实质：晶闸管的可靠触发 （1）触发电路应能供给足够大的触发电压和触发电流，一般要求触发电压应该在4V以上，10V以下； （2）触发脉冲的宽度必须在10微秒以上，如果负载是大电感，电流 上升比较慢，那么，触发脉冲的宽度还应该增大。 （3）不触发时，触发电路的输出电压应该小于0.15V～0.20V，为了提高抗干扰能力，避免误触发，必要时可在控制极上加上一个1V～2V的负偏压； （4）触发脉冲的前沿要陡，保证晶闸管的触发时间前后一致。 （5）在晶闸管整流等移相控制的触发电路中，触发脉冲应该和主电路同步，脉冲发出的时间应该能够平稳地前后移动（移相），移相的范围要足够宽。 8.4.2 单结晶体管触发电路 一、单结晶体管 单结晶体管是一种特殊的半导体器件，它有三个电极，一个发射极和两个基极，故又叫双基极二极管。 1. 工作特性 2. 工作特点 发射极电压大于UP时，单结晶体管导通； 导通后，发射极电压必须小于谷点电压 UV时，单结晶体管才截止。 UP—峰值电压 UV—谷点电压 负 阻 区 二、单结晶体管的自振荡电路 利用单结晶体管的负阻特性和RC充放电特性，可组成自振荡电路。 三、单结晶体管触发电路 E的大小对触发脉冲的影响：相位 R、C的大小对触发脉冲的影响：宽度 第8章 电力电子学基础 学习要求: 掌握电力半导体器件的基本工作原理、特性和主要参数的含义； 掌握几种单相和三相基本可控整流电路的工作原理及特点； 熟悉逆变器的基本工作原理、用途和控制； 了解晶闸管工作时对触发电路的要求和触发电路的基本工作原理。 前 言 电力电子学的任务： 利用电力半导体器件和线路来实现电功率的变换和控制。 电力半导体器件 弱电 强电 电力半导体器件根据其导通和管断的可控性可分为 由电力半导体器件和相应电路所组成的电力变换电路按功能可以分为： 可控整流电路—将固定频率、电压的交流电变为固定或可调的直流电