《电力电子技术》 电子教案new

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1、《电力电子技术》《电力电子技术》电子教案电子教案第5章逆变电路（第八章P164）第引言5.1换流方式5.1.1逆变电路的基本工作原理5章5.1.2换流方式分类5.2电压型逆变电路逆5.2.1单相电压型逆变电路5.2.2三相电压型逆变电路变5.3电流型逆变电路电5.3.1单相电流型逆变电路5.3.2三相电流型逆变电路路5.4多重逆变电路和多电平逆变电路5.4.1多重逆变电路5.4.2多电平逆变电路本章小结引言引言¾逆变概念逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。∑交流侧接电网，为有源逆变；∑交流侧接负载，为无源逆变；本章讲

2、述无源逆变。¾逆变与变频∑变频电路：交交变频和交直交变频两种；∑交直交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。¾工业应用交流电源∑变频变压电源VVVF，即变频器。通常用于交流电动机调速；∑恒频恒压电源CVCF，典型代表是UPS，以及其它的各种电源；∑感应加热用交流电源，要求频率可以在一定范围内变化。第5章第3页引言引言¾逆变电路的应用∑蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时，需要逆变电路；∑交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。¾本章内容∑5.1节

3、——换流方式∑5.2节——电压型逆变电路∑5.3节——电流型逆变电路∑5.4节——逆变电路的多重化和多电平逆变电路。¾本章仅讲述逆变电路基本内容，有关逆变电路的内容会进一步展开。第5章第4页5.15.1换流方式换流方式5.1.1逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例¾S~S是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。14¾S、S闭合，S、S断开时，负载电压u为正；1423o¾S、S断开，S、S闭合时，u为负。把直流电变成了交流电。1423ouoS1ioS3io负载Udttu12tSoS24a)b)图5-1逆变电

4、路及其波形举例第5章第5页5.1.15.1.1逆变电路的基本工作原理逆变电路的基本工作原理¾改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率；¾电阻负载时，负载电流i和u的波形相同，相位也相同；oo¾阻感负载时，i相位滞后于u，波形也不同（图5-1b）oo∑t前：S、S通，u和i均为正；114oo∑t时刻断开S、S，合上S、S，u变负，但i不能立刻反向；11423oo∑i从电源负极流出，经S、负载和S流回正极，负载电感能量o23向电源反馈，i逐渐减小，t时刻降为零，之后i才反向并增大。o2ouoS1ioS3io负载Udttu1

5、2tSoS24a)b)第5章第6页5.1.25.1.2换流方式分类换流方式分类〔换流〕：电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相。¾开通方式：适当的门极驱动信号就可使其开通¾关断方式：∑全控型器件可通过门极关断；∑半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断；∑一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断。¾研究换流方式主要是研究如何使器件关断。第5章第7页5.1.25.1.2换流方式分类换流方式分类1.器件换流¾利用全控型器件的自关断能力进行换流（DeviceCommutation）2.电网换流¾由电网提供换流

6、电压称为电网换流（LineCommutation）；¾可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路；¾不需器件具有门极可关断能力，也不需要为换流附加元件。3.负载换流¾由负载提供换流电压称为负载换流（LoadCommutation）；¾负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流；¾负载为电容性负载时，负载为同步电动机时，可实现负载换流。第5章第8页5.1.25.1.2换流方式分类换流方式分类基本的负载换流逆变电路：¾采用晶闸管作为主功率器件；¾负载：电阻电感串联后再和电容并联，工作在接近并联谐振状态而略

7、呈容性。¾电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入；¾直流侧串入大电感L，直流侧i基本没有脉动。dduouoLiodOiωtdioVTVT1C3iiiVT1VT4EdiRLoOiiVTiVTωtVTVT23u42oO图5-2负载换流电路ut1ωtVTuuVT4VT1及其工作波形Oωta)b)第5章第9页5.1.25.1.2换流方式分类换流方式分类工作过程（工作波形图5-2b）¾4个臂的切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波¾负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，对基波阻抗很大，对谐波阻抗很小，即将u波形中的谐波成分

8、滤除，而使之接近正弦波（基波）。o¾t前：VT、VT通，VT、VT断，u、i均为正，VT、VT承受正向电压u11423oo23o¾t时：触发VT、VT使其开通，u加到VT、VT上使其承受反压而关断，电流123o41从VT、VT换到VT、VT。注意：由于有Ld的作用，不会造成短路。1432¾t必须在u过零前并留有足够裕