第5章 逆变器ppt课件.ppt

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1、直流/交流变换-逆变器电力电子技术第5章内容提要逆变电路分类和调制方式单相电压型逆变器单相电流型逆变器三相电压型PWM逆变器电压空间矢量控制逆变器SVPWM多电平逆变器三相电流型逆变器5.1逆变电路分类和调制方式电压源型和电流源型逆变电路180°和120°导通型逆变电路PWM调制逆变电路5.1逆变电路分类和调制方式逆变电路分类按输出相数分类，有单相、三相逆变电路。按直流电源的性质区分，有电压源型和电流源型逆变电路。按输出波形调制方式区分的逆变电路等。5.1.1电压源型和电流源型逆变电路电压源型逆变器:当直流回路采用大电容滤波时，逆变

2、器输入电压Ud波动很小，具有电压源的性质，故称为电压源型逆变器（图5.1a）电流源型逆变器:直流回路采用大电感滤波，电感使逆变器输入电流Id波动很小，具有电流源的性质，故称为电流源型逆变器（图5.1b）5.1.2180°和120°导通型逆变电路三相桥式电路六个开关在每个周期中各通断一次，因此也称为六脉波逆变器或六节拍逆变器，其输出三相电压或电流波形是六阶梯波。120°导通型180°导通型K4K1K2K3K4K5K6导通K15.1.3PWM调制逆变电路通过脉冲宽度的控制，可以调节逆变器输出的电压和电流，可以减少输出波形的谐波，或消除某

3、些特定次谐波脉冲宽度调制的方法很多，主要有等宽脉冲调制、正弦脉宽调制和电压空间矢量控制等。5.2单相电压型逆变器电压型单相半桥式逆变器中心抽头变压器式单相逆变器电压型单相全桥式逆变器单相电压型全桥式逆变器的PWM控制方式PWM控制方式和数字化生成5.2.1电压型单相半桥式逆变器图5.2电压型单相半桥式逆变器(感性负载)改变T1和T2的切换周期T，可以调节输出交流电的频率f=1/T，负载交流电压uo呈方波，因此该逆变器也称为方波型逆变器，输出电压有效值U0=Ud/2，改变U0需要调节Ud。5.2.2中心抽头变压器式单相逆变器两个开关器

4、件交替驱动，各工作输出交流的一半周期（180°）图5.3　中心抽头变压器式逆变器5.2.3电压型单相全桥式逆变器单相电压源型全桥式逆变器由四个开关器件和四个续流二极管组成（5.4a）。开关器件驱动控制方式固定脉冲控制方式脉冲移相控制方式一固定脉冲控制方式T1、T3和T2、T4的驱动信号互补（即互差180°）逆变器输出电压有效值U0=Ud图5.5　　脉冲移相控制二脉冲移相控制方式T3、T2的驱动脉冲G3、G2分别领先T1、T4驱动脉冲δ角。产生交流方波电压的宽度为θ＝π－δ，改变移相角度δ可以调节交流输出电压，电流也随之变化。交流输出

5、电压:5.2.4单相电压型全桥式逆变器的PWM控制方式SPWM调制原理单极性SPWM调制（SSPWM）双极性SPWM调制(BSPWM)双极性调制和单极性调制的比较一SPWM调制原理在数学上可以证明，如果正弦半波划分为N等份，每等份用对应的矩形脉冲来表示，如果矩形脉冲的面积与该等份正弦波的面积相等，则正弦半波就可以用一系列矩形脉冲来等效，这就是面积相等的原则,也称冲量等效原理（5.6）。如果矩形脉冲是等高不等宽的脉冲序列，则称为脉宽调制PWM；如果矩形脉冲是等宽不等高的脉冲序列，则称为脉冲幅度调制，简称脉幅调制PAM．图5.6　PW

6、M的面积等效原理二单极性SPWM调制（SSPWM）在调制波ur的正半周，以正的三角波调制，在调制波ur的负半周，以负的三角波调制，三角波只有正或负的单一极性，故称为单极性调制（图5.7a）。图5.7　单极性SPWM调制三双极性SPWM调制(BSPWM)三角载波有正负极性，在载波和调制波的交点处产生驱动信号（图5.8a）。T1、T3和T2、T4的驱动脉冲互补（5.8b和图5.8c），在T1、T3导通时，T2、T4截止；在T2、T4导通时，T1、T3截止。逆变器交流输出电压在半周期中，有正负极性的变化（图5.8d），故称为双极性调

7、制。在输出交流的正半周，正脉冲宽度大于负脉冲；在输出交流的负半周，负脉冲宽度大于正脉冲。脉冲宽度随ur变化，输出交流电压按正弦规律变化。图5.8　双极性SPWM调制四双极性调制和单极性调制的比较双极性调制和单极性调制都通过调制波和载波比较，在交点处产生驱动信号。调制比和载波比单极性调制在输出交流的半周内只有单一极性的脉冲，因此输出电压（基波值）较高；采用PWM调制时，在输出电压中可以消除（N－2）次以下谐波，N为载波比，因此除基波外，其最低次谐波为（N－2）次。双极性调制同相上下桥臂的开关器件交替导通，较易产生直通现象，因此同相

8、上下桥臂开关的关断和导通之间要有一定的时间间隔，称为“死区”，以确保不产生直通现象。调制比和载波比调制比M为调制波幅值与载波幅值之比：载波比N（即频率比）为载波频率与调制波频率之比5.2.5PWM控制方式和数字化生成异步调制和同步调制