第五章-逆變電路課件

第五章逆變電路本章所要講述的內(nèi)容基本概念逆變器基本工作原理?yè)Q流方式電壓型逆變電路本章重點(diǎn)基本概念、換流方式、單相全橋電壓型無(wú)源逆變電路、三相電壓型逆變電路（180o導(dǎo)電方式）工作原理與波形分析第四章無(wú)源逆變電路第1頁(yè)逆變的概念

逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，將直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池向交流負(fù)載供電等。交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。基本概念25.1換流方式最基本的工作原理

改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。改變輸入直流電壓的大小可改變交流電的幅值。1.逆變器基本工作原理tuoiot1t2a)b)圖5.1逆變電路及其工作波形負(fù)載S1S2S3S4iouoUd35.1換流方式開(kāi)通：適當(dāng)?shù)拈T(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使器件開(kāi)通。關(guān)斷：全控型器件可通過(guò)門(mén)極關(guān)斷。半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷。一般在晶閘管電流過(guò)零后施加一定時(shí)間反壓，才能關(guān)斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程。2.換流方式45.1換流方式總共有四種換流方式1.器件換流Devicecommutation

2.電網(wǎng)換流Linecommutation3.負(fù)載換流Loadcommutation4.強(qiáng)迫換流

Forcedcommutation

55.1換流方式器件換流（DeviceCommutation）——利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。電網(wǎng)換流（LineCommutation）——電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門(mén)極可關(guān)斷能力，但不適用于沒(méi)有交流電網(wǎng)的無(wú)源逆變電路。負(fù)載換流（LoadCommutation）——由負(fù)載提供換流電壓的換流方式。負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合，都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流，即電容性負(fù)載都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）——設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換流方式稱(chēng)為強(qiáng)迫換流。通常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此也稱(chēng)為電容換流。6電壓型逆變電路的特點(diǎn)(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。5.2電壓型逆變電路圖5.2單相全橋電路(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。75.2.1單相電壓型逆變電路全橋逆變電路共四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180°。輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。改變輸出交流電壓的有效值只能通過(guò)改變直流電壓Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)。b)a)圖5.3單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式8阻感負(fù)載時(shí)，可采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。V3的柵極信號(hào)比V1落后θ（0＜θ＜180°）。V3、V4的柵極信號(hào)分別比V2、V1的超前180o-θ。輸出電壓是正負(fù)各為θ的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。5.2.1單相電壓型逆變電路tOtOtOtOtO

b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo95.2.2

三相電壓型逆變電路圖5.4三相電壓型橋式逆變電路三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路10基本工作方式——180°導(dǎo)電方式每個(gè)橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度相差120°。任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱(chēng)為縱向換流。5.2.2

三相電壓型逆變電路圖5.4三相電壓型橋式逆變電路115.2.2三相電壓型逆變電路圖5.5電壓型三相橋式逆變