第5章直流-交流變換電路ppt課件.ppt

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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(diào)制型（PWM）逆變電路本章小結(jié)1逆變概念：逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變交流側(cè)接負(fù)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(yīng)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(fù)載供電交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)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(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)電

2、壓型逆變電路第三節(jié)電流型逆變電路第四節(jié)脈寬調(diào)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(jié)構(gòu)三、逆變器輸出波形性能指標(biāo)3一、逆變器的分類按輸入電源的特點(diǎn)分電壓型：直流側(cè)電源為恒壓源。電流型：直流側(cè)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)分正弦波非正弦波按輸出相數(shù)分單相三相按負(fù)載是否為交流電源有源逆變，負(fù)載為交流電源。無源逆變，負(fù)載無交流電源。5換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過程

3、，也稱為換相。按器件的換流特點(diǎn)分器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)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(wǎng)換流：電網(wǎng)提供換相電壓的換相方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。6負(fù)載換流：由負(fù)載提供換相電壓的換相方式。負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合，都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換相強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加的換相電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換相方式稱為強(qiáng)迫換相。通

4、常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來實(shí)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(jié)構(gòu)圖5-1-1逆變電路工作原理Q1~Q4是橋式電路的4個(gè)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(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時(shí)，io相位滯

5、后于uo，波形也不同。1、逆變電路的工作原理電阻負(fù)載阻感負(fù)載112、逆變電路的基本結(jié)構(gòu)保護(hù)電路輔助電源驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)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(fù)載，輸出電壓右正左負(fù)-+5-2-1半橋逆變電路141、半橋逆變電路t2~t3：C2——VD2——負(fù)載，二極管VD2續(xù)流，輸出電壓左正右負(fù)+-15t3~t4：C2——V2——負(fù)載，

6、輸出電壓右正左負(fù)+-1、半橋逆變電路16-+t4~t5：C1——VD1——負(fù)載，二極管VD1續(xù)流，輸出電壓左負(fù)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(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。181、半橋逆變電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件

7、少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)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(gè)半橋逆變電路的組合。192、全橋逆變電路tOtOtOtOtOθb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特點(diǎn)共四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)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(diào)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壓定量分析uo成傅里葉級(jí)數(shù)基波幅值基波有效

8、值uo為正負(fù)各180°時(shí)，要改變輸出電壓有效值只能改變Ud來實(shí)現(xiàn)阻感負(fù)載時(shí)可采用移相調(diào)壓21電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)（1）直流側(cè)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(cè)電壓基本無脈動(dòng)。（2）交流側(cè)輸出電壓一波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。（3）當(dāng)交流側(cè)為電阻加電感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通