電力電子電路第4章直流-交流變換電路課件.ppt

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1、第4章直流-交流變換電路電力電子技術第4章直流-交流變換電路將直流電變成交流電，即DC-AC變換稱為逆變，它是將交流電變換成直流電(AC-DC變換)的逆過程。根據逆變后交流電能使用方式，逆變又分成兩類：將直流電逆變成與電網同頻率的恒頻交流，并輸送回電網，稱為有源逆變，可控整流器在滿足逆變條件下即可運行在有源逆變狀態(tài)；將直流電逆變成頻率可變的交流電，并直接供給交流負載，稱為無源逆變。不加說明時，逆變電路一般多指無源逆變電路，本章講述的就是無源逆變電路。第4章直流-交流變換電路逆變經常和變頻的概念聯系在一起。只有無源逆變能

2、實現變頻，但無源逆變不等于變頻。逆變與變頻在概念上既有聯系，又有區(qū)別。變頻是指將一種頻率的交流電變換成另一種頻率的交流電的過程。變頻也有兩種變換形式：一種是把某個頻率的交流先經整流變換成直流，再經無源逆變變換成可變頻率的交流，稱為交-直-交變換（AC-DC-AC變換），它由交-直變換電路和直-交變換電路兩部分組成，前一部分是整流電路，后一部分就是本章所要講述的無源逆變電路。另一種是把某個頻率的交流直接變換成另一種可變頻率的交流，稱為交-交變換（AC-AC變換），也稱交-交直接變頻，這部分內容將在第5章討論。第4章直流-

3、交流變換電路逆變電路的應用非常廣泛。在已有的各種電源中，蓄電池、干電池、太陽能電池等都是直流電源，當需要這些電源向交流負載供電時，就需要逆變電路。另外，交流電機調速用變頻器、不間斷電源等電力電子裝置使用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。所以DC-AC變換技術是電力電子電路中最為重要的變換技術。逆變電路可以從不同的角度進行分類。如按換流方式可分為電網換流、負載諧振式換流和強迫換流；按輸出相數可分為單相逆變電路和三相逆變電路；按直流電源的性質可分為電壓源型逆變電路和電流源型逆變電路兩大類。第4章直流-交流變換電路在D

4、C-AC變換中有兩個問題值得關注。一個是換流問題，另一個是輸出電能質量控制問題。電流從一個支路向另一個支路轉移的過程稱為換流，也常被稱為換相，換流的過程伴隨著器件的導通與關斷過程。從斷態(tài)向通態(tài)轉移時，無論支路是由全控型還是由半控型電力電子器件組成，只要給門極適當的驅動信號，就可以使其開通。但從通態(tài)向斷態(tài)轉移的情況就不同，對于全控型器件而言，可以采用控制信號來控制器件的通斷，而對于半控型器件的晶閘管就存在如何關斷問題，特別是工作在電壓極性不變的直流電源條件下的晶閘管逆變電路，必須利用外部條件或采用其他措施才能使其關斷。第

5、4章直流-交流變換電路4.1逆變電路的基本原理及換流方式4.2逆變電路的類型4.3電壓型逆變電路4.4電流型逆變電路4.5多重逆變電路和多電平逆變電路4.6正弦脈寬調制（SPWM）逆變電路引言第4章直流-交流變換電路·引言逆變的概念逆變——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。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。主要應用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。交流電機調速用變頻器、不間斷

6、電源、感應加熱電源等電力電子裝置的電路核心部分都是逆變電路。本章講述無源逆變將直流電逆變成與電網同頻率的恒頻交流電，并輸送回電網將直流電逆變成頻率可變的交流電，并直接供給交流負載按換流方式分電網換流負載諧振換流強迫換流按輸出相數分單相逆變電路三相逆變電路按直流的電源性質分電壓源型逆變電路電流源型逆變電路逆變電路的分類第4章直流-交流變換電路·引言換流問題輸出電能質量控制問題電流從一個支路向另一個支路轉移的過程稱為換流，也常被稱為換相，換流的過程伴隨著器件的導通與關斷過程。從斷態(tài)向通態(tài)轉移時，無論支路是由全控型還是由半控

7、型電力電子器件組成，只要給門極適當的驅動信號，就可以使其開通。但從通態(tài)向斷態(tài)轉移的情況就不同，對于全控型器件而言，可以采用控制信號來控制器件的通斷，而對于半控型器件的晶閘管就存在如何關斷問題，特別是工作在電壓極性不變的直流電源條件下的晶閘管逆變電路，必須利用外部條件或采用其他措施才能使其關斷。DC-AC變換中關注的問題第4章直流-交流變換電路·引言4.1逆變電路的基本原理及換流方式以單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理逆變電路及其波形舉例4.1逆變電路的基本原理及換流方式S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓u

8、0為正。S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負載電壓u0為負。S1、S4閉合，S2、S3斷開時電路和波形圖S1、S4斷開，S2、S3閉合時電路和波形圖直流交流4.1逆變電路的基本原理及換流方式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和電壓uO的波形相同，相位相同。阻感負載時，電