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第5章逆变电路

5-1第5章逆变电路引言5.1换流方式5.2电压型逆变电路

5.3电流型逆变电路5.4多重逆变电路和多电平逆变电路本章小

节5-2第5

章逆变电路?引言逆变的概念逆变——与整流相对应，直流电变

成交流电。交流侧接电网，为有源逆变。交流侧

接负载，为无源逆变。逆变与变频变频电路：分为交交变频和交

直交变频两种。交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组

成，后一部分就

是逆变。主要应用各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电

池等。交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电

子装置的核心部

分都是逆变电路。本章讲述无源逆变5-35.1换流方式5.1.1逆变

电路的基本工作原理

5.1.2换流方式分类5-4以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工

作原理5.1.1逆变电路的基本工作原理

逆变电路及其波形举例负载

a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力

电子器件及辅助

电路组成。5-55.1.1逆变电路的基本工作原理S1、S4闭合，S2、

S3断开时，负载电压uo为正。S1、S4断开，S2、S

3闭合时，负载电压uo为负。5-65.1.1逆变电路的基本工作原理

逆变电路最基本的工作原理——改变两组开关切换频率，可改变

输出交流电频率。逆变电路及其波形举例电阻负载时，负载电流

io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io相位滞后于uo，

波形也不同。5-75.1.2换流方式分类换流——电流从一个支路向

另一个支路转移的过程，也称为换相。开通：适当的门极驱动信号就

可

使器件开通。关断：全控型器件可通过门极关断。半控型器件晶

闸管，必须利用外部条件才能关断。一般在晶闸管电流过零后施加一

定时间反压，才

能关断。研究换流方式主要是研究如何使器件关断。本章换流及

换流方式问题最为全面集中,因此安排在本章集中讲述。5-85.1.2换流

方式分类1)器件换流（DeviceCommutation）利用全控型器件

的自关断能力进行换流。在采用IGBT、电力MOSFE

T、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。

2)电网换流（LineCommutation）电网提供换流电压

的换流方式。将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其

关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的

无源逆变电路。

3)负载换流（LoadCommutation）4)强迫换流（Forced

Commutation）5-95.1.2换流方

式分类负载换流电路及其工作波形由负载提供换流电压的换流方

式。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。如

图是基本的负

载换流电路，4个桥臂均由晶闸管组成。整个负载工作在接近并联

谐振状态而略呈容性。直流侧串电感，工作过程可认为id基本没有脉

动。负载

对基波的阻抗大而对谐波的阻抗小。所以uo接近正弦波。注意触

发VT2、VT3的时刻t1必须在uo过零前并留有足够的裕量，才能使

换流顺

利完

成。?t?t?t?tOOOOiit1b)a)uouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uV

T45-104)

强迫换流（ForcedCommutation）5.1.2换流方式分类设置附加

的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流

的换流方式称为强迫换流。通常利用附加电容上所储存的能量来

实现，因此也称为电容换流。分类5-115.1.2换流方式分类直接耦合

式强迫换流当晶闸管VT处于通态时，预先给电容