整流和逆变电路.pdfVIP

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性

直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整

流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混

合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。

逆变电路是与整流电路（Rectifier）相对应，将低电压变为高电压，把直流

电变成交流电的电路称为逆变电路。逆变电路是通用变频器核心部件之

一，起着非常重要的作用。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电

路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。将直流电能

变换为交流电能的变换电路。可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应

用。生产中最常见的交流电源是由发电厂供电的公共电网（中国采用线电压方

均根值为380V，频率为50Hz供电制）。由公共电网向交流负载供电是最普通的

供电方式。但随着生产的发展，相当多的用电设备对电源质量和参数有特殊要

求，以至难于由公共电网直接供电。为了满足这些要求，历史上曾经有过电动

机－发电机组和离子器件逆变电路。但由于它们的技术经济指标均不如用电力

电子器件（如晶闸管等）组成的逆变电路，因而已经或正在被后者所取代。

工作原理

桥式逆变电路各臂由理想开关T1～T4组成(图1)。它们的开关状态由加于其控

制极的电压信号决定。桥式电路的PN端加入直流电压Ud，A、B端接向负载。

当T1、T3关合而T2、T4打开时，u0＝Ud;相反,当T2、T4关合而T1、T3打开

时，u0＝-Ud。于是当桥中各臂以频率f（由控制极电压信号重复频率决定）轮

番通断时，输出电压u0将成为交变方波，其幅值为Ud。重复频率为f如图2所

示，其基波可表示为由式可见,控制信号频率f可以决定出端频率，改变

直流电源电压Ud可以改变基波幅值，从而实现逆变的目的。

分类

为了满足不同用电设备对交流电源性能参数的不同要求，已发展了多种逆变电

路，并大致可按以下方式分类。①按输出电能的去向分，可分为有源逆变电路

和无源逆变电路。前者输出的电能不返回公共交流电网，后者输出的电能直接

输向用电设备。②按直流电源性质可分为由电压型直流电源供电的电压型逆变

电路和由电流型直流电源供电的电流型逆变电路。③按主电路的器件分，可分

为：由具有自关断能力的全控型器件组成的全控型逆变电路；由无关断能力的

半控型器件（如普通晶闸管）组成的半控型逆变电路。半控型逆变电路必须利

用换流电压以关断退出导通的器件。若换流电压取自逆变负载端，称为负载换

流式逆变电路。这种电路仅适用于容性负载;对于非容性负载,换流电压必须由

附设的专门换流电路产生，称自换流式逆变电路。④按电流波形分，可分为正

弦逆变电路和非正弦逆变电路。前者开关器件中的电流为正弦波，其开关损耗

较小，宜工作于较高频率。后者开关器件电流为非正弦波，因其开关损耗较大，

故工作频率较正弦逆变电路低。⑤按输出相数可分为单相逆变电路和多相逆变

电路。