電力電子技術(shù)-新能源變換技術(shù)教學(xué)課件：4.1 逆變電路基礎(chǔ)

新能源變換技術(shù)

逆變電路基礎(chǔ)逆變電路基礎(chǔ)二、逆變電路的基本工作原理一、什么是逆變電路三、換流方式的分類一、什么是逆變電路逆變電路的概念逆變電路就是把直流電變成交流電，當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接入電源時，稱為有源逆變；一、什么是逆變電路逆變電路的概念當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時，稱為無源逆變，在不加說明時，逆變電路一般多指無源逆變電路。蓄電池蓄電池、干電池、太陽能電池干電池太陽能電池蓄電池干電池太陽能電池負(fù)載供電逆變電路一、什么是逆變電路交流電機(jī)調(diào)速變頻器不間斷電源感應(yīng)加熱電源逆變電路一、什么是逆變電路逆變電路直流電交流電二、逆變電路的基本工作原理電路組成圖中S1到S4是橋式電路的4個橋臂，它們由電力電子器件及輔助電路組成。基本工作原理分析（1）當(dāng)開關(guān)S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負(fù)載電壓u0為正；（2）當(dāng)開關(guān)S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負(fù)載電壓u0為負(fù)。一、三相半波可控整流電路大電感負(fù)載電路u0i0tb)基本工作原理分析一、三相半波可控整流電路大電感負(fù)載電路u0i0tb)改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。電阻負(fù)載時，負(fù)載電流i0和u0的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時，i0相位滯后于u0，波形也不同。三、換流方式的分類門極控制關(guān)斷通態(tài)轉(zhuǎn)移到斷態(tài)全控型器件換流過程中給門極適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換流，也稱為換向。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。斷態(tài)轉(zhuǎn)移到通態(tài)半控型器件外部條件/其他措施三、換流方式的分類器件換流換流方式電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換流，也稱為換向。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。電網(wǎng)換流負(fù)載換流強(qiáng)迫換流器件換流(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。三、換流方式的分類電網(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。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。三、換流方式的分類負(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)載電壓的場合，都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流，如電容性負(fù)載和同步電動機(jī)。a)三、換流方式的分類負(fù)載換流(LoadCommutation)圖a是基本的負(fù)載換流逆變電路，整個負(fù)載工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性，直流側(cè)串大電感，工作過程可認(rèn)為id基本沒有脈動。a)三、換流方式的分類負(fù)載換流(LoadCommutation)負(fù)載對基波的阻抗大而對諧波的阻抗小，所以u0接近正弦波。注意觸發(fā)VT2

、VT3的時刻t必須在u0過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。三、換流方式的分類強(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為強(qiáng)迫換流。通常利用附加電容上所儲存的能量來實(shí)現(xiàn)，因此也稱為電容換流。三、換流方式的分類直接耦合式強(qiáng)迫換流由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓。電感耦合式強(qiáng)迫換流通過換流電路內(nèi)的電容和電感的耦合來提供換流電壓或換流電流。電感耦合式直接耦合式三、換流方式的分類直接耦合式強(qiáng)迫換流在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容如圖，當(dāng)晶閘管VT處于通態(tài)時，預(yù)先給電容充電。當(dāng)S合上，就可使VT被施加反壓而關(guān)斷。也叫電壓換流。三、換流方式的分類直接耦合式強(qiáng)迫換流原理圖電感耦合式強(qiáng)迫換流在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容圖a中晶閘管在LC振蕩第一個半周期內(nèi)關(guān)斷。三、換流方式的分類a)

b)電感耦合式強(qiáng)迫換流原理圖圖b中晶閘管在LC振蕩第二個半周期內(nèi)關(guān)斷，注意兩圖中電容所充的電壓極性不同。電感耦合式強(qiáng)迫換流在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在這兩種情況下，晶閘管都是在正向電流減至零且二極管開始流過電流時關(guān)斷，二極管上的管壓降就是加在晶閘管上的反向電壓，也叫電流換流。三、換流方式的分類a)

b)電感耦合式強(qiáng)迫換流原理圖（1）器件換流只適用于全控型器件，其余三種方式主要是針對晶閘管