第5章直流-交流变换电路ppt课件.ppt

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1、第五章直流-交流变换电路第一节概述第二节电压型逆变电路第三节电流型逆变电路第四节脉宽调制型（PWM）逆变电路本章小结1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，为无源逆变本章讲述无源逆变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，后一部分就是逆变逆变电路的应用直流电源如蓄电池、干电池和太阳能电池逆变电路交流负载供电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本章内容第一节概述第二节电

2、压型逆变电路第三节电流型逆变电路第四节脉宽调制型逆变电路第一节概述2第一节概述一、逆变器的分类二、逆变电路的工作原理与基本结构三、逆变器输出波形性能指标3一、逆变器的分类按输入电源的特点分电压型：直流侧电源为恒压源。电流型：直流侧电源为恒流源。谐振环形：谐振交流环和谐振直流环。按电路结构特点分半桥式全桥式推挽式其他形式：例如单管逆变电路等4按输出波形特点分正弦波非正弦波按输出相数分单相三相按负载是否为交流电源有源逆变，负载为交流电源。无源逆变，负载无交流电源。5换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程

3、，也称为换相。按器件的换流特点分器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换相。在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换相方式是器件换相。电网换流：电网提供换相电压的换相方式。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。6负载换流：由负载提供换相电压的换相方式。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换相强迫换流：设置附加的换相电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换相方式称为强迫换相。通

4、常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换相。7以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理二、逆变电路的工作原理与基本结构图5-1-1逆变电路工作原理Q1~Q4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。1、逆变电路的工作原理81、逆变电路的工作原理+-S1、S4闭合、S2、S3断开91、逆变电路的工作原理-+S1、S4断开、S2、S3闭合10逆变电路最基本的工作原理——改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io相位滞

5、后于uo，波形也不同。1、逆变电路的工作原理电阻负载阻感负载112、逆变电路的基本结构保护电路辅助电源驱动与控制电路输入电路逆变电路输出电路DCAC图5-1-2逆变系统的基本结构框图12第二节电压型逆变电路一、单相电压型逆变电路1、半桥逆变电路2、全桥逆变电路二、三相电压型逆变电路131、半桥逆变电路t1~t2：C1——V1——负载，输出电压右正左负-+5-2-1半桥逆变电路141、半桥逆变电路t2~t3：C2——VD2——负载，二极管VD2续流，输出电压左正右负+-15t3~t4：C2——V2——负载，

6、输出电压右正左负+-1、半桥逆变电路16-+t4~t5：C1——VD1——负载，二极管VD1续流，输出电压左负右正1、半桥逆变电路171、半桥逆变电路-++-+--+工作原理V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏，两者互补，输出电压uo为矩形波，幅值为Um=Ud/2。V1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量；VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈。VD1、VD2称为反馈二极管,起着使负载电流连续的作用，又称续流二极管。181、半桥逆变电路优点：电路简单，使用器件

7、少。缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，且直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡。应用：用于几kW以下的小功率逆变电源。单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。192、全桥逆变电路tOtOtOtOtOθb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特点共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。以上为移相调压控制方式5-2-2全桥逆变电路及波形202、全桥逆变电路输出电压定量分析uo成傅里叶级数基波幅值基波有效

8、值uo为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现阻感负载时可采用移相调压21电压型逆变电路的主要特点（1）直流侧为电压源，直流回路呈现低阻抗，或并联有大电容，直流侧电压基本无脉动。（2）交流侧输出电压一波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。（3）当交流侧为电阻加电感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通