逆變器的工作原理和控制技術(shù)-全解

1、現(xiàn)代電力電子和電流技術(shù)，第四章逆變工作原理和控制技術(shù)，第四章逆變工作原理和控制技術(shù)，第四章逆變電路的基本原理4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理4.3單相逆變控制技術(shù)4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理4.5四橋逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理4.6四橋逆變器3DSVPWM，4.1逆變電路的基本原理無(wú)源逆變器將直流作為特定頻率的交流供給負(fù)載有源逆變器將直流反向轉(zhuǎn)換為交流電源，并將其發(fā)送到電網(wǎng)(或交流源)。主要使用各種直流電源(如電池、電池、太陽(yáng)能電池)的能源使用。電力電子設(shè)備的核心部分，包括交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的變頻器、不間斷電源、劉濤加熱電源等。4.1逆變電路的基本原理，典型逆變電路，由S1S4組成的橋電路S1，S

2、2形成一條腿臂，S3，S4形成另一條腿臂，形成兩條腿臂結(jié)構(gòu)。具有降壓特性。4.1逆變電路的基本原理，兩條腿結(jié)構(gòu)逆變電路的工作原理，負(fù)載電壓uo為正，負(fù)載電壓uo為負(fù)，4.1逆變電路的基本原理，兩條腿結(jié)構(gòu)逆變電路的工作原理，同腿臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不能同時(shí)工作。更改交換機(jī)切換周期可以更改輸出交流頻率。在電阻負(fù)載下，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位相同。存在減負(fù)負(fù)載時(shí)，I/o相位落后于uo，波形不同。4.1逆變電路的基本原理，逆變電路的分類，4.1逆變電路的基本原理，電壓型逆變電路的特點(diǎn)，直流側(cè)電壓源或并聯(lián)大型電容器，直流側(cè)電壓基本沒(méi)有脈動(dòng)。輸出電壓是根據(jù)負(fù)載阻抗輸出電流不同的矩形波。為提供交流側(cè)直流

3、側(cè)反饋的無(wú)功能量的信道，提供了反向橋各臂的并行反饋二極管。4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，半橋逆變電路結(jié)構(gòu)，電路簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少；輸出交流電壓大小為Ud/2，直流側(cè)需要兩個(gè)電容器連接，因此必須控制兩個(gè)電壓平衡。應(yīng)用于幾千瓦以下的低功耗逆變器。單相全橋、三相橋都可以看作是幾個(gè)半橋逆變電路的組合。4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，半橋逆變電路工作原理，V1和V2門(mén)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)為半周期，半周期半偏轉(zhuǎn)，互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，大小為UM=UD/2。V1或V2通過(guò)時(shí)，io和uo在相同方向上的直流側(cè)負(fù)載提供能量。如果VD1或VD2通過(guò)，io和uo將反轉(zhuǎn)，電感可以將反饋存儲(chǔ)在DC端。VD1、VD2

4、稱為反饋二極管，其作用是使負(fù)載電流連續(xù)。這也稱為重新填充二極管。4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，全橋逆變電路結(jié)構(gòu)，4個(gè)開(kāi)關(guān)管和4個(gè)回灌二極管形成兩個(gè)橋臂，可以看作是兩個(gè)半橋電路的組合。輸出電壓電流波形與半橋電路形狀相同，尺寸是原來(lái)的兩倍。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于單相逆變器，4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，全橋逆變電路工作原理，同橋臂兩個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備不能同時(shí)工作。V3基準(zhǔn)信號(hào)和V1差異(0180)；V3、V4的灌嘴信號(hào)分別大于V2、V1的前進(jìn)180。輸出電壓是正負(fù)兩種寬度的脈沖。換了可以調(diào)節(jié)輸出電壓。4.2單相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，推挽電路工作原理，交替驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT，通過(guò)變壓器耦合向負(fù)荷添加方形波

5、交流電壓。兩個(gè)二極管的作用也是提供無(wú)效能量的反饋通道。變壓器旋轉(zhuǎn)比為1:1時(shí)，uo和io波形和大小與整個(gè)橋式逆變電路相同。，與半橋和全橋電路的比較：比全橋電路減少半交換機(jī)設(shè)備的使用，比半橋電路電壓利用率高。設(shè)備可以承受比整個(gè)橋接電路高兩倍的2Ud電壓?？刂萍夹g(shù)在4.3單相逆變控制技術(shù)、等效電路、功率轉(zhuǎn)換中的作用？4.3單相逆變控制技術(shù)、控制原理振幅曹征、逆變輸出電壓振幅、振幅PI曹征、4.3單相逆變控制技術(shù)、控制原理相位曹征、4.3單相逆變控制技術(shù)、控制原理、4.3單相逆變控制技術(shù)、逆變調(diào)制波、閉環(huán)控制設(shè)計(jì)、三相橋式逆變電路結(jié)構(gòu)負(fù)載中點(diǎn)電壓，負(fù)載三相對(duì)稱時(shí)uUN uVN uWN=0，開(kāi)關(guān)動(dòng)作和

6、輸出電壓關(guān)系，電壓基點(diǎn)：4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，基本工作方式180導(dǎo)電，每橋?qū)щ?80，即正弦周期中每個(gè)橋式臂開(kāi)館半開(kāi)半開(kāi)； 各腿臂上下開(kāi)關(guān)管交替通。各腿手臂開(kāi)始傳導(dǎo)電的角度差120；在某一時(shí)刻，三條腿的胳膊同時(shí)相通。4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，波形分析，4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，直流電壓利用率，4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，逆變電路輸出交流電壓基本最大值U1m和直流電壓Ud比，負(fù)載相位電壓，負(fù)載中點(diǎn)電壓，SPWM改進(jìn)技術(shù)，結(jié)論：提高直流電壓利用率除了嵌套第三次諧波外，還可以嵌套其他三倍的信號(hào)，嵌套直流元件不會(huì)影響線路電壓。對(duì)于SVPWM，4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工

7、作原理，SVPWM注入所有三倍諧波的實(shí)現(xiàn)方法，三相逆變控制技術(shù)，4.4三相逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，典型應(yīng)用：交流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，4.5四腿逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，4.5腿逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理4.5四橋逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，四橋逆變等效電路，O點(diǎn)參考零電位，電路電壓方程，4.5四橋逆變電路結(jié)構(gòu)和工作原理，四橋逆變控制原理，控制目標(biāo)是控制電壓源ua，ub，UC，使輸出電壓uAG，uBG，uCG三相對(duì)稱和振幅成為額定值4.6四橋逆變器3DSVPWM，空間中的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，ABC空間中的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，坐標(biāo)變換參考矢量，控制技術(shù)，Vaf-ref，Vbf-ref，Vcf-ref，Vr，Vr，Vr，Vr ，4.6四橋逆變器3DSVPWM，矢量分解機(jī)制，開(kāi)關(guān)矢量選擇棱鏡選擇四面體的選擇。開(kāi)關(guān)矢量運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算驅(qū)動(dòng)波形生成，注：開(kāi)關(guān)矢量的選擇是確定參考矢量相鄰的三個(gè)非零矢量和零矢量的組合。，4.6階梯逆變電源3DSVPWM，棱鏡選擇，注：每個(gè)棱鏡有6個(gè)非零矢量，合成參考矢量只需要3