第4章 直流-交流變換器 46頁.ppt

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1、第4章直流－交流變換器直流－交流功率變換稱為逆變介紹：?jiǎn)蜗喟霕?、全橋、三相橋逆變基本原理PWM控制輸出電壓大小和波形的基本原理高壓、大容量逆變器復(fù)合結(jié)構(gòu)4-1逆變器類型和性能指標(biāo)4-1-1逆變器的類型(1)依據(jù)直流電源的特性不同可分為:1.電壓型逆變器VSI2.電流型逆變器CSI4-1逆變器類型和性能指標(biāo)(續(xù)1)4-1-1逆變器的類型依據(jù)直流電源的特性不同可分為:電壓型逆變器VSI、電流型逆變器CSI(2)按輸出電壓不同分為CVCF、VVVF、脈沖型(3)按逆變器電路結(jié)構(gòu)不同分為：?jiǎn)蜗喟霕騿蜗嗳珮蛲仆炷孀內(nèi)鄻?4)按開關(guān)器件不同及換流關(guān)斷方式不同分類:自關(guān)斷、強(qiáng)迫關(guān)斷、有源逆變、負(fù)載反電動(dòng)

2、勢(shì)、負(fù)載諧振換流逆變器。4-1-2逆變器輸出電壓波形性能指標(biāo)畸變系數(shù)DF逆變電路輸出的n次諧波有效值Vn經(jīng)LC濾波后在負(fù)載上的n次諧波電壓VLn為:4-2電壓型單相方波逆變電路工作原理4-2-1電壓型單相方波半橋逆變電路電容分壓，半橋電路T1、T2交替通、斷二級(jí)管D的功用R、L負(fù)載時(shí)，T、D交替導(dǎo)電4-2-2電壓型單相全橋逆變電路T1、T4與T2、T3交替通、斷觀看flash演示不同負(fù)載時(shí)，D、T導(dǎo)電情況不同T導(dǎo)電供電，D導(dǎo)電續(xù)流（反回）變壓器中心抽頭推挽式單相逆變電路僅二個(gè)開關(guān)T1、T2輪流導(dǎo)電180度開關(guān)管斷態(tài)電壓高一倍2Vd要輸出變壓器適用于低壓小功率、須隔離的應(yīng)用4-3單相逆變器輸出

3、電壓和波形控制控制輸出電壓基波V1的大小控制輸出電壓波形，要求諧波系數(shù)小，諧波頻率高控制方案1:控制方案2:控制方案3:可控整流方案斬波調(diào)壓方案逆變器自身控制方案4-3-1單脈沖脈寬調(diào)制4-3-1單脈沖脈寬調(diào)制(續(xù)1)4-3-2正弦脈沖寬度調(diào)制SPWM基本原理觀看flash演示4-3-2正弦脈沖寬度調(diào)制SPWM基本原理(續(xù)1)沖量等效原理:大小、波形不相同的窄脈沖變量作用于慣性系統(tǒng)時(shí)，只要它們的沖量即變量對(duì)時(shí)間的積分相等，其作用效果基本相同。4-3-2正弦脈沖寬度調(diào)制SPWM基本原理(續(xù)2)在某一很短的時(shí)間段期間，正弦電壓與同一時(shí)間段中等幅脈沖電壓作用于L、R電路時(shí)，只要兩個(gè)窄脈沖電壓的沖量

4、相等，則它們所形成的電流響應(yīng)就相同。因此要使圖4.8(b)的PWM電壓波在每一時(shí)間段都與該時(shí)段中正弦電壓等效，除每一時(shí)間段的面積相等外，每個(gè)時(shí)間段的電壓脈沖還必須很窄，這就要求脈波數(shù)量P很多。脈波數(shù)越多，不連續(xù)的按正弦規(guī)律改變寬度的多脈波電壓就越等效于正弦電壓。逆變器自身控制方案ZdV3T4T3D4Db1T2T1D2Dadiai單相半橋單相全橋4-3-3單極性正弦脈沖寬度調(diào)制SSPWMT1（D1）、T4（D4）導(dǎo)通Vab＝VdT3（D3）、T2（D2）導(dǎo)通Vab＝－VdT1（D1）、T3（D3）導(dǎo)通或T2（D2）、T4（D4）導(dǎo)通Vab＝04-3-3單極性正弦脈沖寬度調(diào)制SSPWM（續(xù)1）觀

5、看flash演示（續(xù)2）（續(xù)3）(1)P=6,2P-1=11,最低諧波為11次(3)11次諧波大于1/11=9%(2)（續(xù)4）4-3-4雙極性正弦脈寬調(diào)制BSPWM雙極性三角波Vc,Vr交點(diǎn)確定開關(guān)通、斷點(diǎn)輸出電壓正、負(fù)半周中，vab既有正電壓也有負(fù)電壓，沒有零電壓觀看flash演示4-3-4雙極性正弦脈寬調(diào)制BSPWM(續(xù)1)4-3-4雙極性正弦脈寬調(diào)制BSPWM(續(xù)2)相同的開關(guān)頻率時(shí)單極SPWM：開關(guān)動(dòng)作次數(shù)相對(duì)少些，諧波情況好些，多用于單相逆變。雙極性SPWM：諧波情況差些，用于三相逆變。4-3-8基波移相控制4-4三相逆變器工作原理4-4-1電壓型三相逆變器工作原理三個(gè)相差120度

6、的單相逆變器組成一個(gè)三相逆變器4-4三相逆變器工作原理4-4-1電壓型三相逆變器工作原理（續(xù)1）三個(gè)相差120度的單相逆變器組成一個(gè)三相逆變器A相：T1、T4、T1’、T4’B相：T3、T6、T3’、T6’C相：T5、T2、T5’、T2’4-4-1電壓型三相逆變器工作原理（續(xù)2）（2）三相橋式逆變器4-4-1電壓型三相逆變器工作原理（續(xù)3）4-4-1電壓型三相逆變器工作原理（續(xù)4）4-4-1電壓型三相逆變器工作原理（續(xù)5）4-4-2電流型三相逆變器工作原理L大，iD恒定120度導(dǎo)電模式，僅兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)電12，23，34，45，56，61，124-4-2電流型三相逆變器工作原理（續(xù)1）三角形

7、負(fù)載4-5三相逆變器輸出電壓和波形的SPWM控制觀看flash演示4-5三相逆變器輸出電壓和波形的SPWM控制(續(xù)1)4-5三相逆變器輸出電壓和波形的SPWM控制(續(xù)2)（1）驅(qū)動(dòng)信號(hào)可由硬件電路實(shí)現(xiàn)，亦可由軟件采用MicroProcessor.或DSP實(shí)現(xiàn)。（2）提高電壓利用率，可改變vr或采用空間矢量控制。4-8大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)器件串聯(lián)提高電壓器件并聯(lián)增大電流幾個(gè)三相橋電路通過變壓器組合成復(fù)合型逆變