電力電子技術第4章逆變電路_第1頁
電力電子技術第4章逆變電路_第2頁
電力電子技術第4章逆變電路_第3頁
電力電子技術第4章逆變電路_第4頁
電力電子技術第4章逆變電路_第5頁
已閱讀5頁,還剩52頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、1第第4章章 逆變電路逆變電路 2第第4章章 逆逆變電路變電路 引言引言n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,為有源逆變有源逆變。交流側接負載,為無源逆變無源逆變。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。n主要應用q各種直流電源,如蓄電池、干電池、太陽能電池等,給交流負載供電。q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。本章講述無源逆變3123456ABCD654321DCBATitleNum berR evisionSizeBDate:23-Feb

2、-2005Sheet of File:D:Design Explorer 99 SElihong.ddbDrawn B y:Vsonoff+-Vo(t)vo(t)tVs(a)(b)loadVss2s1s3a相b相c相中性點Neutralt120度120度120度44.1 換流方式換流方式5以單相橋式逆變電路單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理4.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理圖4-1 逆變電路及其波形舉例負載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1S4是橋式電路的4個臂,它由電力電子器件及輔助電路組成,負載為阻感負載。64.1.1 逆變電路的基本工作

3、原理逆變電路的基本工作原理S1、S4閉合閉合,S2、S3斷開斷開時,負載電壓uo為正正。S1、S4斷開斷開,S2、S3閉合閉合時,負載電壓uo為負負。直流電交流電74.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理逆變電路最基本的工作逆變電路最基本的工作原理原理 改變兩組開關切換頻率,可改變輸出交流電頻率。圖4-1 逆變電路及其波形舉例a)b)tuoiot1t2電阻負載電阻負載時,負載電流i io o和u uo o的波形相同,相位也相同。阻感負載阻感負載時,i io o相位滯后于u uo o,波形也不同。84.1.2 換流方式分類換流方式分類換流換流電流從一個支路向另一個支路轉移的過程,

4、也 稱為換相。開通:適當的門極驅動信號就可使器件開通。關斷:全控型器件可通過門極關斷。半控型器件晶閘管,必須利用外部條件才能關斷。一般在晶閘管電流過零后施加一定時間反壓,才能關斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關斷。在逆變電路中,換流及換流方式問題最為全面和集中,因此安排在本章集中講述。94.1.2 換流方式分類換流方式分類1) 器件換流(Device Commutation)q利用全控型器件的自關斷能力進行換流。q在采用IGBT 、電力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2) 電網換流(Line Commutation)q由電網提供換流電壓的換流方式。

5、q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。3) 負載換流(Load Commutation)q由負載提供換流電壓的換流方式。q凡負載電流的相位超前于負載電壓的場合,都可實現負載換流。104.1.2 換流方式分類換流方式分類圖4-2 負載換流電路及其工作波形 n如圖是基本的負載換流負載換流電路,4個橋臂均由晶閘管組成。n整個負載工作在接近并聯諧振狀態(tài)而略呈容性。n直流側串電感,工作過程可認為id 基本沒有脈動。n負載對基波的阻抗大而對諧波的阻抗小。所以uo接近正弦波接近正弦波。n注意注意觸發(fā)VT2、VT3的時刻t1必須

6、在uo過零前并留有足夠的裕量,才能使換流順利完成。?t?t?t?tOOOOiit1b)a)uouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT4114)強迫換流(Forced Commutation)4.1.2 換流方式分類換流方式分類由換流電路內電容直接提供換流電壓直接耦合式強迫換流通過換流電路內的電容和電感的耦合來提供換流電壓或換流電流電感耦合式強迫換流設置附加的換流電路,給欲關斷的晶閘管強迫施加反壓或反向電流的換流方式稱為強迫換流強迫換流。 通常利用附加電容上所儲存的能量來實現,因此也稱為電容換流電容換流。分類124.1.2 換流方式分類換流方式分類直接耦合式直接耦合式強

7、迫換流 當晶閘管VT處于通態(tài)時,預先給電容充電。當S合上,就可使VT被施加反壓而關斷。 也叫電壓換流電壓換流。圖4-3直接耦合式強迫換流原理圖圖4-4 電感耦合式強迫換流原理圖電感耦合式電感耦合式強迫換流 當VT處于通態(tài)時,接通S使LC振蕩電流流過VT,先使晶閘管電流減為零,然后流過反并聯二極管VD使其加上反向電壓。 也叫電流換流電流換流。134.1.2 換流方式分類換流方式分類n換流方式總結:器件換流適用于全控型器件。其余三種方式針對晶閘管。器件換流和強迫換流屬于自換流。電網換流和負載換流屬于外部換流。當電流不是從一個支路向另一個支路轉移,而是在支路內部終止流通而變?yōu)榱悖瑒t稱為熄滅熄滅。14

8、4.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路1)逆變電路的分類 根據直流側電源性質的不根據直流側電源性質的不同同電壓型逆變電路又稱為電壓源型逆變電路Voltage Source Type Inverter-VSTI直流側是電壓源電壓源電流型逆變電路又稱為電流源型逆變電路Current Source Type Inverter-CSTI直流側是電流源電流源154.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路2)電壓型逆變電路的特點圖4-5 電壓型全橋逆變電路 (1)直流側為電壓源或并聯大電容,直流側電壓基本無脈動無脈動。 (2)交流側輸出電壓為矩形波,輸出電流和相位因負載阻抗不同而不同。 (3)阻感負載時需提供無功

9、功率。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂并聯反饋二極管。164.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路 174.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路1)半橋逆變電路u圖46 單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm- -Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2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 o為矩形波,幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時,io和uo o同方向,直流側向負載提供能量;VD1或VD2通時,i io o和u uo o反向,電感中貯能向直流側反饋。VD1、VD2

10、稱為反饋二極管反饋二極管, ,它又起著使負載電流連續(xù)的作用,又稱續(xù)流二極管續(xù)流二極管。184.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路優(yōu)點優(yōu)點:電路簡單,使用器件少。缺點缺點:輸出交流電壓幅值為U Ud d/2/2,且直流側需兩電容器串聯,要控制兩者電壓均衡。應用應用:用于幾kW以下的小功率逆變電源。以后講述的單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。194.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路2) 全橋逆變電路共四個橋臂,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。改變輸出交流電壓的有效值只能通過改變直流電壓U

11、d來實現。n工作原理204.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路n阻感負載時,還可采用移相的方式來調節(jié)輸出電壓 移相調壓移相調壓。a)圖4-7 單相全橋逆變電路的移相調壓方式tOtOtOtOtO? ?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV3的基極信號比V1落后q (0 q 180 )。V3、V4的柵極信號分別比V2、V1前移180q。輸出電壓是正負各為q的脈沖。改變q就可調節(jié)輸出電壓。故移相調壓就是調節(jié)輸出電壓的脈寬。214.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路3) 帶中心抽頭變壓器的逆變電路圖4-8 帶中心抽頭變壓器的逆變電路Ud和負載參數相同,變壓器匝比

12、為1:1:1時,uo和io o波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。與全橋電路的比較:比全橋電路少用一半開關器件。器件承受的電壓為2Ud,比全橋電路高 一倍。必須有一個變壓器 。交替驅動兩個IGBT,經變壓器耦合給負載加上矩形波交流電壓。兩個二極管的作用也是提供無功能量的反饋通道。224.2.2 三相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路三個單相逆變電路可組合成一個三相逆變電路應用最廣的是三相橋式逆變電路三相橋式逆變電路 (N是假想電源中點)圖4-9 三相電壓型橋式逆變電路UUN0,iu0,V1通, iu00時,V12和VD1導通。i iU U00時,V41和VD4導通。圖5-25 三電平逆變電路545

13、.4.2 多電平逆變電路多電平逆變電路(3)線電壓的電平線電壓的電平相電壓相減得到線電壓。兩電平逆變電路的輸出線電壓有Ud和0三種電平。三電平逆變電路的輸出線電壓有Ud、Ud/2和0五種電平。三電平逆變電路輸出電壓諧波可大大少于兩電平逆變電路。三電平逆變電路另一突出優(yōu)點:每個主開關器件承受電壓為直流側電壓的一半。55第第5章章 逆逆變電路變電路 小結小結(1)(1)講述基本的逆變電路的結構及其工作原理講述基本的逆變電路的結構及其工作原理四大類基本變流電路中,AC/DC和DC/AC兩類電路更為基本、更為重要( 還有AC/AC和DC/DC) 換流方式換流方式分為外部換流和自換流兩大類,外部換流包括電網換流和負載換流兩種,自換流包括器件換流和強迫換流兩種。晶閘管時代換流的概念十分重要,全控型器件時代其重要性有所下降。56第第5章章 逆逆變電路變電路 小結小結(2)(2)逆變電路分類方法逆變電路分類方法可按換流方式、輸出相數、直流電源的性質或用途等分類。本章主要采用按直流側電源性質分類的方法,分為電壓型和電流型兩類。電壓型和電流型的概念用于其他電路,也會對這些電路有更深刻的認識。例如:負載為大電感的整流電路可看為電流型整流電路;電容濾波的整流電路可看成為電壓型整流電路。深刻認識和理解電壓源和電流源的概念和特性,對理解和分析各種電力電子電路有重要意義。57第第5

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論