电力电子-第4章.ppt

第 4 章直流/交流变换器（逆变器）;4.1 逆变器的类型和性能指标 4.2 电压型单相方波逆变电路工作原理 4.3 电压型单相逆变器电压和波形控制 4.4 三相逆变电路工作原理 4.5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制 4.6 大容量逆变器的复合结构 小结;4.1 逆变器的类型和性能指标;4.1.1 逆变器的类型;电压型逆变器VSI;单相半桥;4.1.1 逆变器的类型（续3）;电压型三相桥式逆变电路;;畸变系数DF;逆变器的性能指标除输出波形性能指标外，还应包括： 逆变效率 单位重量（或单位体积）输出功率 可靠性指标 逆变器输???直流电流中交流分量的数值和脉动频率 电磁干扰EMI及电磁兼容性EMC;4.2.1 电压型单相全桥逆变电路 4.2.2 电压型单相半桥逆变电路 4.2.3 变压器中心抽头推挽式(Push-Pull)单相逆变电路;T1、T4与T2、T3 交替通、断;不同负载时，D、T导电情况不同 T导电供电，D导电续流（返回）;4.2.2 电压型单相半桥逆变电路;1;4.2.3 变压器中心抽头推挽式单相逆变电路;4.3.0 概述 4.3.1 单脉冲宽度调制PWM逆变器 4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理 4.3.3 单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器 4.3.4 双极性正弦脉冲宽度调制BSPWM逆变器 4.3.5 基波移相控制;控制方案1:;4.3.0 概述（续1）;逆变器自身控制方案;正半周中，T1、T4导通?角 负半周中，T2、T3导通?角 开关频率决定输出频率 脉宽?决定输出电压大小;4.3.1 单脉冲宽度调制PWM逆变器（续）;4.3.2 正脉冲宽度调制SPWM基本原理; 在某一很短的时间段期间，正弦电压与同一时间段中等幅脉冲电压作用于L、R电路时，只要两个窄脉冲电压的冲量相等，则它们所形成的电流响应就相同。因此要使图4.8(b)的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2）;冲量等效原理: 大小、波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量即变量对时间的积分相等，其作用效果基本相同。 ;T1（D1）、T4（D4）导通;4.3.3 单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器（续1）;单极性SPWM（续2）;单极性SPWM（续3）;;(1) P=6, 2P-1=11, 最低谐波为11次;双极性三角波 Vc、Vr交点确定开关通、断点。输出电压正、负半周中，Vab既有正电压也有负电压，没有零电压;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。;;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;三个相差120度的单相逆变器组成一个三相逆变器;4.4.1 电压型三相逆变工作原理（续1）;;电 路;4.4.1 电压型三相逆变工作原理（续4）;4.4.1 电压型三相逆变工作原理（续5）;L大，iD恒定 120度导电模式，仅两个开关同时导电 12，23，34，45，56，61，12;三角形负载;4.5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制;4.5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制;4.5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制（续）;（1）驱动信号可由硬件电路实现，亦可由软件Micro Processor或DSP实现。 （2）提高电压利用率，可改变vr或采用空间矢量控制。 ;4.6.0 概述 4.6.1 12阶梯波逆变器 4.6.2 24阶梯波逆变器 ;开关器件电压6－7KV，3KA－6KA、8KA 一个三相桥容量难于达到10MVA 器件串联提高电压 器件并联增大电流 几个三相桥电路通过变压器组合成复合型逆变器是 扩大容量的有效途径 ;4.6.1 12阶梯波逆变器;4.6.1 12阶梯波逆变器（续1）;4.6.1 12阶梯波逆变器（续2）;4.6.1 12阶梯波逆变器（续3）;4.6.1 12阶梯波逆变器（续4）;4.6.2 24阶梯波逆变器;输出电压波形合成;逆变器应用非常广泛：变频变压、变速传动的交流电动机、恒频恒压交流负载、直流电源变换系统、新能源系统以及直流输电系统等.