逆變器主電路的組成王棟課件

逆變器主電路的組成主講人：王棟逆變器主電路由輸入電路、中間支撐電路、緩沖電路、橋式三相逆變電路和交流濾波與輸出電路組成。逆變器主電路的組成客車電源中的逆變器采用的是電壓型三相橋式逆變電路。逆變主電路由6個(gè)IGBT作為開關(guān)器件組成，具有開關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、損耗低的特點(diǎn)。其控制采用SPWM調(diào)制技術(shù)，依據(jù)U/f=常數(shù)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。過無電區(qū)時(shí)，逆變器失電停止工作，過無電區(qū)后，能自動(dòng)軟啟動(dòng)。統(tǒng)型逆變器主電路如圖1所示。逆變器主電路的組成逆變器主電路的組成圖1統(tǒng)型逆變器主電路圖01.輸入電路主電路輸入端的電磁干擾濾波器EMI能有效地抑制電氣設(shè)備對(duì)輸電線和其他設(shè)備的電磁干擾，提高電子設(shè)備的抗干擾能力及系統(tǒng)的可靠性。一、輸入電路

快速熔斷器FU201的作用是在主電路發(fā)生短路故障時(shí)迅速熔斷，切斷電源，起到保護(hù)作用。電磁接觸器KM201主要功能是在逆變器、輸入電路發(fā)生故障時(shí)實(shí)施隔離，防止故障擴(kuò)散。02.中間支撐電路二、中間支撐電路

該逆變器屬于典型的電壓型逆變器，其電路特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件采用大電容。主要功能就是濾平輸入電路的電壓紋波，緩沖負(fù)載的無功功率，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓平穩(wěn)。電路主要由濾波電容C201~C206組成，由于逆變器功率較大，因此濾波電容的容量較大，一般使用電解電容。二、中間支撐電路

KM203為放電接觸器，給支撐電容提供放電回路，R202是供放電回路的限流電阻。放電回路的作用是在逆變器停止工作時(shí)，將電容上的電壓放掉。03.緩沖電路三、緩沖電路電路由KM202和R201組成。電容的特性是電壓不能突變，因此在合閘瞬間，電容的電壓很低，充電電流很大，其變化曲線如圖2所示，基本可以認(rèn)為瞬間短路，會(huì)對(duì)電源造成很大的沖擊電流，這個(gè)電流足以使保護(hù)熔斷器熔斷，因此逆變器一般都設(shè)有輸入緩沖電路。圖2電容電壓變化曲線三、緩沖電路其工作原理為：在輸入端施加電壓時(shí)，先通過緩沖電阻R201限流后對(duì)電容充電(圖3)，當(dāng)檢測(cè)到電壓檢測(cè)電路TV201與TV202的電壓差小于DC50V后，預(yù)充電接觸器KM202吸合，將R201短路。只有在電阻R201短路后，三相逆變電路才能啟動(dòng)工作。圖3輸入緩沖電路04.橋式三相逆變電路由Q201~Q203組成的橋式三相逆變主電路是逆變器的核心電路，目前大部分逆變器采用IGBT或IPM作為開關(guān)器件。四、橋式三相逆變電路IGBT是MOSFET和GTR復(fù)合的產(chǎn)物，具有GTR的導(dǎo)通特性和MOSFET的驅(qū)動(dòng)特性，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、功率小、開關(guān)頻率高、通態(tài)壓降低、損耗功率小。圖4IGBT圖形符號(hào)

IPM是一種智能型模塊，是把IGBT的驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及部分接口電路和功率電路集成于一體的功率器件。四、橋式三相逆變電路IPM元件構(gòu)成的主電路結(jié)構(gòu)和控制相對(duì)簡(jiǎn)單。TA203U、TA203V和TA203W是橋式三相逆變電路輸出端的電流傳感器，用于顯示和檢測(cè)三相輸出電流值，給逆變器控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供必要的電流參數(shù)。05.交流濾波與輸出電路

Z203A是由3組電感和電容組成交流濾波器，主要是將逆變器輸出的PWM波通過濾波器后，變成符合要求的準(zhǔn)正弦波。早期的逆變器輸出的PWM波，諧波含量高，很多負(fù)載無法適應(yīng)。五、交流濾波與輸出電路根據(jù)鐵道部新的技術(shù)條件要求，25T(G)客車使用的逆變器輸出為正弦波。由于驅(qū)動(dòng)和保護(hù)技術(shù)的不斷完善，使逆變器的調(diào)制頻率提高，按照技術(shù)條件要求逆變器的調(diào)制頻率應(yīng)為3kHz，因而濾波電感和電容的體積并不會(huì)太大，即可滿足要求。五、交流濾波與輸出電路實(shí)踐證明，即使是一個(gè)設(shè)計(jì)的很好并且具有良好的屏蔽和接地措施的電力電子裝置，也仍然會(huì)有較大的傳導(dǎo)干擾發(fā)射，因此必須考慮采用濾波措施，減小對(duì)負(fù)載和其他電氣設(shè)備的干擾。五、交流濾波與輸出電路

Z202A為輸出端的電磁干擾濾波器EMI，其作用就是能夠有效地抑制電氣設(shè)備對(duì)輸電線和其他設(shè)備的電磁干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。五、交流濾波與輸出電路

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