电力电子技术（第5版）第4章 逆变电路.ppt

*/47 4.2.2 三相电压型逆变电路 ◆把uUN展开成傅里叶级数得 式中， ，k为自然数。 ◆负载相电压有效值UUN为 其中基波幅值UUN1m和基波有效值UUN1分别为 ■为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路，要采取“先断后通”的方法。 (4-12) (4-13) (4-14) (4-15) */47 UUV7 =2 Ud/（3.14×7× ）=22.3（V） 4.2.2 三相电压型逆变电路 ■例：三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7次谐波的有效值UUV7。 解： ＝0.45×200＝90（V） ＝0.637×200＝127.4（V） ＝ 1.1×200=220（V） ＝ 0.78×200=156（V） */47 4.3 电流型逆变电路 4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.2 三相电流型逆变电路 */47 4.3 电流型逆变电路·引言 ■直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。 ■电流型逆变电路主要特点 ◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。 ◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。 ◆直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。 ■电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多，换流方式有负载换流、强迫换流。 图4-11 电流型三相桥式逆变电路 */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 ■电路分析 ◆由四个桥臂构成，每个桥臂的晶闸管各串联一个电抗器，用来限制晶闸管开通时的di/dt。 ◆采用负载换相方式工作的，要求负载电流略超前于负载电压，即负载略呈容性。 ◆电容C和L 、R构成并联谐振电路。 ◆输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。 图4-12 单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路 */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 ■工作波形分析 ◆在交流电流的一个周期内，有两个稳定导通阶段和两个换流阶段。 ◆t1~t2：VT1和VT4稳定导通阶段，io=Id，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。 ◆在t2时刻触发VT2和VT3开通，开始进入换流阶段。 ?由于换流电抗器LT的作用， VT1 和VT4不能立刻关断，其电流有一个减小过程，VT2和VT3的电流也有一个增大过程。 图4-13 并联谐振式逆变电路工作波形 */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 ?4个晶闸管全部导通，负 载电容电压经两个并联的放 电回路同时放电。 √一个回路是经LT1、 VT1、VT3、LT3回到 电容C。 √另一个回路是经LT2、 VT2、VT4、LT4回到 电容C。 ◆当t=t4时，VT1、VT4电流减至零而关断，直流侧电流Id全部从VT1、VT4转移到VT2、VT3，换流阶段结束。 图4-13 并联谐振式逆变电路工作波形 */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 图4-13 并联谐振式逆变电路工作波形 ◆晶闸管需一段时间才能恢复正向阻断能力，t4时刻换流结束后还要使VT1、VT4承受一段反压时间t?，tβ= t5- t4应大于晶闸管的关断时间tq。 ◆为保证可靠换流应在uo过零前t? = t5- t2时刻触发VT2、VT3，t?为触发引前时间 io超前于uo的时间?（负载的功率因数角） 把t?表示为电角度?（弧度）可得 (4-16) (4-17) (4-18) */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 ■基本的数量关系 ◆io展开成傅里叶级数可得 ◆负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系 其基波电流有效值Io1为 (4-19) (4-20) */47 4.3.1 单相电流型逆变电路 一般情况下?值较小，可近似认为cos(?/2)≈1，再考虑到式(4-18)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