电力电子技术第4章逆变电路2014

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1、第四章逆变电路4.1逆变的基本概念4.2换流方式4.3单相电压型逆变电路4.4三相电压型逆变电路14.1逆变的基本概念■4.1.1逆变的概念◆与整流相对应，直流电变成交流电。固定直流→幅值和频率都可控的正弦交流☞有源逆变、无源逆变的概念和区别☞逆变电路的应用（直流电源、逆变器）☞逆变器的分类（按照相数、输入端电源、控制方式分类）何谓交流电2■4.1.2逆变电路基本原理1、开关型逆变器基本结构2、逆变器输出特性负载a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2方波、正弦波（特殊控制）图4-1逆

2、变电路及其波形举例负载--RL3■4.1.3逆变电路分类和特点◆电压型逆变电路：直流侧是电压源。◆电流型逆变电路：直流侧是电流源。◆输出电压---矩形波，输出电流---负载阻抗不同而不同。图4-2全桥电压型逆变电路■1、根据直流侧电源性质■2、电压型逆变电路的特点◆直流侧为电压源或并联大电容，电压基本无脉动。R;RL,RC?4■4.1.3逆变电路分类和特点◆续流二极管作用图4-2全桥电压型逆变电路阻感负载时需提供无功功率，并联反馈二极管给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道思考：无D如何？5■3、电

3、流型逆变电路的特点◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。◆直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。◆电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多，换流方式有负载换流、强迫换流。■4.1.3逆变电路分类和特点图4-3电流型三相桥式逆变电路64.2换流方式■4.2.1换流的概念◆电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。◆研究换流的主要目的？----关断例：整流电路器件的换流（换相）7

4、4.2.2换流方式的分类◆器件换流（DeviceCommutation）☞利用全控型器件的自关断能力进行换流。☞在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。◆电网换流（LineCommutation）☞电网提供换流电压的换流方式。☞将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。反压时间（可控整流电路）84.2.2换流方式的分类☞由负载提供换流电压的换流方式。☞负载电流的相位超前于负载

5、电压的场合，都可实现负载换流，如电容性负载和同步电动机。☞图4-2a是基本的负载换流逆变电路，整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性，直流侧串大电感，工作过程可认为id基本没有脉动。ωtωtωtωtOOOOiit1b)ouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4图4-4负载换流电路及其工作波形◆负载换流（LoadCommutation）94.2.2换流方式的分类ωtωtωtωtOOOOiit1b)ouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4√负载对基

6、波的阻抗大而对谐波的阻抗小，所以uo接近正弦波。√触发VT2、VT3的时刻t1必须在uo过零前并留有足够的裕量，才能使换流顺利完成。10☞设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。☞通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。☞分类√直接耦合式强迫换流：由换流电路内电容直接提供换流电压。√电感耦合式强迫换流：通过换流电路内的电容和电感的耦合来提供换流电压或换流电流。4.2.2换流方式的分类◆强迫换流（ForcedCommutation）114.2.

7、2换流方式的分类☞直接耦合式强迫换流图4-3直接耦合式强迫换流原理图原电路电流流向？√当晶闸管VT处于通态时，预先给电容充电。当S合上，就可使VT被施加反压而关断。√也叫电压换流。124.2.2换流方式的分类√晶闸管上的反向电压----二极管压降图4-4电感耦合式强迫换流原理图☞电感耦合式强迫换流LC振荡√图4-4a中晶闸管在LC振荡正半波关断；图4-4b中晶闸管在LC振荡负半波关断，电容电压极性？√也叫电流换流。134.2.2换流方式的分类■换流方式总结◆器件换流只适用于全控型器件，其余三种方式主

8、要是针对晶闸管而言的。◆器件换流和强迫换流属于自换流，电网换流和负载换流属于外部换流。144.3单相电压型逆变电路的工作原理■4.3.1半桥逆变电路的实现原理a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2图4-5单相半桥电压型逆变电路及其工作波形◆结构：在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容◆工作原理1、V1和V2的栅极信号特点2、输出电压uo3、阻感负载的电流特征4、续流二极管5、中点存在◆地位：基础15■4.3