直流-交流變換電路

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1、第五章直流-交流變換電路第一節(jié)概述第二節(jié)電壓型逆變電路第三節(jié)電流型逆變電路第四節(jié)脈寬調制型（PWM）逆變電路本章小結1逆變概念：逆變——與整流相對應，直流電變成交流電交流側接電網，為有源逆變交流側接負載，為無源逆變本章講述無源逆變逆變與變頻變頻電路：交交變頻和交直交變頻兩種交直交變頻由交直變換和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變逆變電路的應用直流電源如蓄電池、干電池和太陽能電池逆變電路交流負載供電交流電機調速用變頻器、不間斷電源、感應加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路本章內容第一節(jié)概述第

2、二節(jié)電壓型逆變電路第三節(jié)電流型逆變電路第四節(jié)脈寬調制型逆變電路第一節(jié)概述2第一節(jié)概述一、逆變器的分類二、逆變電路的工作原理與基本結構三、逆變器輸出波形性能指標3一、逆變器的分類按輸入電源的特點分電壓型：直流側電源為恒壓源。電流型：直流側電源為恒流源。諧振環(huán)形：諧振交流環(huán)和諧振直流環(huán)。按電路結構特點分半橋式全橋式推挽式其他形式：例如單管逆變電路等4按輸出波形特點分正弦波非正弦波按輸出相數(shù)分單相三相按負載是否為交流電源有源逆變，負載為交流電源。無源逆變，負載無交流電源。5換流——電流從一個支路向另一個支

3、路轉移的過程，也稱為換相。按器件的換流特點分器件換流：利用全控型器件的自關斷能力進行換相。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換相方式是器件換相。電網換流：電網提供換相電壓的換相方式。將負的電網電壓施加在欲關斷的晶閘管上即可使其關斷。不需要器件具有門極可關斷能力，但不適用于沒有交流電網的無源逆變電路。6負載換流：由負載提供換相電壓的換相方式。負載電流的相位超前于負載電壓的場合，都可實現(xiàn)負載換相強迫換流：設置附加的換相電路，給欲關斷的晶閘管強迫施加反壓或反電流的換相方

4、式稱為強迫換相。通常利用附加電容上所儲存的能量來實現(xiàn)，因此也稱為電容換相。7以單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理二、逆變電路的工作原理與基本結構圖5-1-1逆變電路工作原理Q1~Q4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。1、逆變電路的工作原理81、逆變電路的工作原理+-S1、S4閉合、S2、S3斷開91、逆變電路的工作原理-+S1、S4斷開、S2、S3閉合10逆變電路最基本的工作原理——改變兩組開關切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負載時，負載電流io和uo的波形相同，相位也相同

5、。阻感負載時，io相位滯后于uo，波形也不同。1、逆變電路的工作原理電阻負載阻感負載112、逆變電路的基本結構保護電路輔助電源驅動與控制電路輸入電路逆變電路輸出電路DCAC圖5-1-2逆變系統(tǒng)的基本結構框圖12第二節(jié)電壓型逆變電路一、單相電壓型逆變電路1、半橋逆變電路2、全橋逆變電路二、三相電壓型逆變電路131、半橋逆變電路t1~t2：C1——V1——負載，輸出電壓右正左負-+5-2-1半橋逆變電路141、半橋逆變電路t2~t3：C2——VD2——負載，二極管VD2續(xù)流，輸出電壓左正右負+-15t3

6、~t4：C2——V2——負載，輸出電壓右正左負+-1、半橋逆變電路16-+t4~t5：C1——VD1——負載，二極管VD1續(xù)流，輸出電壓左負右正1、半橋逆變電路171、半橋逆變電路-++-+--+工作原理V1和V2柵極信號在一周期內各半周正偏、半周反偏，兩者互補，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時，io和uo同方向，直流側向負載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,起著使負載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。181、

7、半橋逆變電路優(yōu)點：電路簡單，使用器件少。缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。192、全橋逆變電路tOtOtOtOtOθb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特點共四個橋臂，可看成兩個半橋電路組合而成。兩對橋臂交替導通180°。輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。以上為移相調壓控制方式5-2-2全橋逆變電路及波形202、全橋逆變電路輸出電

8、壓定量分析uo成傅里葉級數(shù)基波幅值基波有效值uo為正負各180°時，要改變輸出電壓有效值只能改變Ud來實現(xiàn)阻感負載時可采用移相調壓21電壓型逆變電路的主要特點（1）直流側為電壓源，直流回路呈現(xiàn)低阻抗，或并聯(lián)有大電容，直流側電壓基本無脈動。（2）交流側輸出電壓一波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。（3）當交流側為電阻加電感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通