直流-交流變換器(逆變器)

1、直流/交流(jioli)變換器（逆變器）共六十一頁(yè)4.1 逆變器的類型和性能指標(biāo)4.2 電壓型單相方波逆變電路工作原理4.3 電壓型單相逆變器電壓和波形(b xn)控制4.4 三相逆變電路工作原理4.5 三相逆變器輸出電壓和波形的SPWM控制4.6 大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)小結(jié)4 直流/交流(jioli)變換器（逆變器）共六十一頁(yè)4.1 逆變器的類型(lixng)和性能指標(biāo)4.1.1 逆變器的類型4.1.2 逆變器輸出波形(b xn)性能指標(biāo)4.1.3 其他指標(biāo)共六十一頁(yè)4.1.1 逆變器的類型(lixng) 電壓(diny)型逆變器VSI 單相半橋 單相全橋 推挽逆變 三相橋 電流型逆變器CS

2、I 依據(jù)直流電源的特性不同可分為：按輸出電壓不同分為CVCF、VVVF、脈沖型按逆變器電路結(jié)構(gòu)不同分為： 按開關(guān)器件不同及換流關(guān)斷方式不同分類：自關(guān)斷、強(qiáng)迫關(guān)斷、有源逆變、負(fù)載反電動(dòng)勢(shì)、負(fù)載諧振換流逆變器。共六十一頁(yè)電壓(diny)型逆變器VSI電流(dinli)型逆變器CSI4.1.1 逆變器的類型(續(xù)1)共六十一頁(yè)單相半橋單相全橋4.1.1 逆變器的類型(lixng)（續(xù)2）共六十一頁(yè)4.1.1 逆變器的類型(lixng)（續(xù)3）共六十一頁(yè)電壓型三相橋式逆變(n bin)電路4.1.1 逆變器的類型(lixng)（續(xù)3）共六十一頁(yè)4.1.2 逆變器輸出(shch)波形性能指標(biāo)共六十一頁(yè)畸變

3、(jbin)系數(shù)DF逆變電路輸出的n次諧波有效值Vn經(jīng)LC濾波后在負(fù)載上的n次諧波電壓VLn為: 4.1.2 逆變器輸出(shch)波形性能指標(biāo)（續(xù)）次諧波衰減了倍共六十一頁(yè)逆變器的性能指標(biāo)除輸出波形性能指標(biāo)外，還應(yīng)包括：逆變效率單位重量（或單位體積）輸出功率可靠性指標(biāo)逆變器輸入直流電流中交流分量的數(shù)值(shz)和脈動(dòng)頻率電磁干擾EMI及電磁兼容性EMC4.1.3 其他(qt)指標(biāo)共六十一頁(yè)4.2.1 電壓(diny)型單相全橋逆變電路4.2.2 電壓型單相半橋逆變電路4.2.3 變壓器中心抽頭推挽式(Push-Pull)單相逆變電路4.2 電壓(diny)型單相方波逆電路工作原理共六十一頁(yè)T

4、1、T4與T2、T3 交替(jiot)通、斷4.2.1 電壓型單相(dn xin)全橋逆變電路共六十一頁(yè)不同負(fù)載時(shí)，D、T導(dǎo)電情況(qngkung)不同T導(dǎo)電供電，D導(dǎo)電續(xù)流（返回）電阻負(fù)載(fzi) 電感負(fù)載 阻感負(fù)載4.2.1 電壓型單相全橋逆變電路（續(xù)）共六十一頁(yè)4.2.2 電壓型單相半橋逆變(n bin)電路電容(dinrng)分壓，半橋電路T1、T2交替通、斷二級(jí)管D的功用R、L負(fù)載時(shí)，T、D交替導(dǎo)電共六十一頁(yè)1D2Dt0DV21anv(b)電壓(diny)波形2T驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)20T0T230T4.2.2 電壓(diny)型單相半橋逆變電路（續(xù)）1T共六十一頁(yè)4.2.3 變壓器中心(zh

5、ngxn)抽頭推挽式單相逆變電路 僅二個(gè)開關(guān)T1、T2輪流導(dǎo)電180度 開關(guān)管斷態(tài)電壓高一倍 2VD 要輸出(shch)變壓器 適用于低壓小功率、須隔離的應(yīng)用共六十一頁(yè)4.3.0 概述(i sh) 4.3.1 單脈沖寬度調(diào)制PWM逆變器4.3.2 正脈沖寬度調(diào)制SPWM基本原理4.3.3 單極性倍頻正弦脈沖寬度調(diào)制逆變器4.3.4 雙極性正弦脈沖寬度調(diào)制BSPWM逆變器4.3.5 基波移相控制4.3 單相逆變器輸出(shch)電壓和波形控制共六十一頁(yè)控制(kngzh)方案1:控制(kngzh)方案2:控制方案3:可控整流方案斬波調(diào)壓方案逆變器自身控制方案控制輸出電壓基波V1的大小 控制輸出電壓

6、波形，要求諧波系數(shù)小，諧波頻率高4.3.0 概述共六十一頁(yè)4.3.0 概述(i sh)（續(xù)1）共六十一頁(yè)逆變器自身控制方案4.3.0 概述(i sh)（續(xù)2）共六十一頁(yè)正半周中，T1、T4導(dǎo)通角負(fù)半周中，T2、T3導(dǎo)通角開關(guān)頻率決定輸出(shch)頻率脈寬決定輸出電壓大小4.3.1 單脈沖寬度(kund)調(diào)制PWM逆變器共六十一頁(yè)4.3.1 單脈沖寬度(kund)調(diào)制PWM逆變器（續(xù)）共六十一頁(yè)4.3.2 正脈沖寬度(kund)調(diào)制SPWM基本原理共六十一頁(yè) 在某一很短的時(shí)間段期間，正弦電壓與同一時(shí)間段中等幅脈沖電壓作用于L、R電路時(shí)，只要兩個(gè)窄脈沖電壓的沖量相等，則它們所形成的電流響應(yīng)就相同

7、。因此要使圖4.8(b)的PWM電壓波在每一時(shí)間段都與該時(shí)段中正弦電壓等效，除每一時(shí)間段的面積相等外，每個(gè)時(shí)間段的電壓脈沖還必須很窄，這就要求脈波數(shù)量P很多。脈波數(shù)越多，不連續(xù)的按正弦規(guī)律(gul)改變寬度的多脈波電壓就越等效于正弦電壓。 4.3.2 正脈沖寬度(kund)調(diào)制SPWM基本原理（續(xù)1）共六十一頁(yè)4.3.2 正脈沖寬度(kund)調(diào)制SPWM基本原理（續(xù)2）共六十一頁(yè)沖量等效(dn xio)原理: 大小、波形不相同的窄脈沖變量作用于慣性系統(tǒng)時(shí)，只要它們的沖量即變量對(duì)時(shí)間的積分相等，其作用效果基本相同。 4.3.2 正脈沖(michng)寬度調(diào)制SPWM基本原理（續(xù)3）共六十一頁(yè)T

8、1（D1）、T4（D4）導(dǎo)通T3（D3）、T2（D2）導(dǎo)通T1（D1）、T3（D3）導(dǎo)通或T2（D2）、T4（D4）導(dǎo)通4.3.3 單極性倍頻正弦脈沖寬度(kund)調(diào)制逆變器Vab0VabVdVabVd三種(sn zhn)電平共六十一頁(yè)4.3.3 單極性倍頻正弦脈沖(michng)寬度調(diào)制逆變器（續(xù)1）共六十一頁(yè)單極性SPWM（續(xù)2）共六十一頁(yè)單極性SPWM（續(xù)3）共六十一頁(yè)單極性倍頻驅(qū)動(dòng)(q dn)信號(hào)生成方式,單極性倍頻(bi pn)共六十一頁(yè)(1) P=6, 2P-1=11, 最低諧波(xi b)為11次(3) 11次諧波(xi b)大于1/11=9%(2)單極性SPWM（續(xù)4）共六十

9、一頁(yè)雙極性三角波Vc、Vr交點(diǎn)確定(qudng)開關(guān)通、斷點(diǎn)。輸出電壓正、負(fù)半周中，Vab既有正電壓也有負(fù)電壓，沒(méi)有零電壓4.3.4 雙極性正弦脈沖寬度(kund)調(diào)制BSPWM逆變器共六十一頁(yè)4.3.4 雙極性正弦脈沖(michng)寬度調(diào)制BSPWM逆變器（續(xù)1）共六十一頁(yè)相同的開關(guān)頻率時(shí)單極SPWM：開關(guān)動(dòng)作次數(shù)相對(duì)少些，諧波情況好些，多用于單相逆變。雙極性SPWM：諧波情況差些，用于三相逆變。4.3.4 雙極性正弦(zhngxin)脈沖寬度調(diào)制BSPWM逆變器（續(xù)2）共六十一頁(yè)4.3.5 基波(j b)移相控制共六十一頁(yè)4.4.1 電壓型三相逆變工作原理(yunl)4.4.2 電流型三

10、相逆變工作原理4.4 三相逆變(n bin)電路工作原理共六十一頁(yè)三個(gè)相差120度的單相逆變器組成(z chn)一個(gè)三相逆變器4.4.1 電壓(diny)型三相逆變工作原理共六十一頁(yè)4.4.1 電壓型三相(sn xin)逆變工作原理（續(xù)1）A相：T1、T4、T1、T4B相：T3、T6、T3、T6 C相：T5、T2、T5、T2三個(gè)相差120度的單相逆變器組成(z chn)一個(gè)三相逆變器共六十一頁(yè)4.4.1 電壓型三相(sn xin)逆變工作原理（續(xù)2）三相(sn xin)橋式逆變器共六十一頁(yè)電 路4.4.1 電壓型三相逆變(n bin)工作原理（續(xù)3）共六十一頁(yè)4.4.1 電壓型三相逆變(n b

11、in)工作原理（續(xù)4）共六十一頁(yè)4.4.1 電壓(diny)型三相逆變工作原理（續(xù)5）共六十一頁(yè)L大，iD恒定(hngdng)120度導(dǎo)電模式，僅兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)電12，23，34，45，56，61，124.4.2 電流型三相逆變工作(gngzu)原理共六十一頁(yè)三角形負(fù)載4.4.2 電流型三相(sn xin)逆變工作原理（續(xù)）共六十一頁(yè)4.5 三相逆變器輸出電壓和波形(b xn)的SPWM控制共六十一頁(yè)4.5 三相(sn xin)逆變器輸出電壓和波形的SPWM控制共六十一頁(yè)4.5 三相逆變器輸出電壓(diny)和波形的SPWM控制（續(xù)）共六十一頁(yè)（1）驅(qū)動(dòng)信號(hào)(xnho)可由硬件電路實(shí)現(xiàn)，亦可由

12、軟件Micro Processor或DSP實(shí)現(xiàn)。（2）提高電壓利用率，可改變vr或采用空間矢量控制。 4.5 三相逆變器輸出(shch)電壓和波形的SPWM控制共六十一頁(yè)4.6.0 概述(i sh)4.6.1 12階梯波逆變器4.6.2 24階梯波逆變器4.6 大容量逆變器的復(fù)合(fh)結(jié)構(gòu)共六十一頁(yè)開關(guān)器件電壓67KV，3KA6KA、8KA一個(gè)三相橋容量難于達(dá)到10MVA器件串聯(lián)提高電壓器件并聯(lián)(bnglin)增大電流幾個(gè)三相橋電路通過(guò)變壓器組合成復(fù)合型逆變器是 擴(kuò)大容量的有效途徑4.6.0 概述(i sh)共六十一頁(yè)4.6.1 12階梯(jit)波逆變器共六十一頁(yè)4.6.1 12階梯(ji

13、t)波逆變器（續(xù)1）共六十一頁(yè)4.6.1 12階梯(jit)波逆變器（續(xù)2）共六十一頁(yè)4.6.1 12階梯(jit)波逆變器（續(xù)3）共六十一頁(yè)4.6.1 12階梯(jit)波逆變器（續(xù)4）共六十一頁(yè)4.6.2 24階梯(jit)波逆變器共六十一頁(yè)輸出電壓波形合成4.6.2 24階梯(jit)波逆變器（續(xù)）共六十一頁(yè)逆變器應(yīng)用非常廣泛：變頻變壓、變速傳動(dòng)的交流(jioli)電動(dòng)機(jī)、恒頻恒壓交流(jioli)負(fù)載、直流電源變換系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)以及直流輸電系統(tǒng)等.逆變器的開關(guān)器件(qjin)現(xiàn)在都采用全控型開關(guān)器件(qjin)。功率：GTO（高）IGCT、IGBT、MCT、SIT（中）P-MOSFET（?。╊l率：P-MOSFET、SIT（高） IGBT、IGCT、MCT（中）GTO（低）逆變器輸出電壓大小可調(diào)和輸出電壓波形質(zhì)量好。小結(jié)共六十一頁(yè)內(nèi)容摘要直流/交流變換器（逆變器）。小結(jié)。4 直流/交流變換器（逆變器）。按開關(guān)器件不同及換流關(guān)斷方式(fngsh)不同分類：。4.1.1 逆變器的類型(續(xù)1)。逆變器的性能指標(biāo)除輸出波形性能指標(biāo)外，還應(yīng)包括：。不同負(fù)載時(shí)