41單相方波電壓逆變41單相方波電壓逆變41單相方波電壓逆變第4章逆變電路?引言【原第5章】逆變的概念逆變——與整流相對應(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。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(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。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。本章講述無源逆變2細(xì)細(xì)品味《去年的樹》，一種哀婉動人的心緒會縈繞在我們心頭，久久揮之不去。究竟是什么打動了我們的心？《去年的樹》是一個關(guān)于友誼的故事，但它的構(gòu)思卻與眾不同：故事剛交待了鳥兒和樹的友誼，樹就從故事中退出了。作者的敘述主線完全落在了鳥兒身上，讓鳥兒信守諾言，去追尋樹的蹤跡。故事的結(jié)局讓我們心靈震顫——鳥兒找到的已經(jīng)不是當(dāng)年枝葉繁茂的大樹，而是朋友的軀體點燃的燈火，盡管這樣，鳥兒還是對燈火唱起了這個故事打動我們的不只是鳥兒的信守諾言，而是一種生死不渝的友誼。當(dāng)友誼超越了生死的界限，就成為感人肺腑的永恒情懷，成為巨大的精神力量。我覺得這是這個童話人文內(nèi)涵的主導(dǎo)傾向，它有別于其他歌頌友誼的課文，具有獨(dú)到的教育價值。當(dāng)我第一遍讀文本時，我覺得這篇作品的主旨在“環(huán)?！鄙希阂獝圩o(hù)樹木，保護(hù)樹木，不應(yīng)該亂加砍伐。但再讀幾遍后，我認(rèn)為作為文學(xué)作品，這篇童話更為重要的，在于非常生動地敘寫并歌頌了人與人之間存在的深厚的愛意、純真忠誠的友誼。小鳥對著燈火歌唱著，樹變成火柴，這是有形的，可是當(dāng)變成火光，就是無形的，小鳥為什么還要歌唱？小鳥對著不可觸摸的，已經(jīng)飄逝的火光唱歌，明明知道它已經(jīng)不會回答了。這是盡心，這是牽掛，這是深厚的愛意，這是純真的友誼，這是對自己的愛負(fù)責(zé)?！彪m然我對文本的解讀是到位的，但在教學(xué)中，對引導(dǎo)學(xué)生體會小鳥的信守諾言做得不到位，感覺太突兀了，學(xué)生還不明白。二、重視整體把握和時間的安排對要進(jìn)行的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)先進(jìn)行估計，想想這一個步在課堂中我試圖把學(xué)生帶入文本，帶入作者的心靈。因此，我把指導(dǎo)學(xué)生朗讀作為重點，讓學(xué)生帶著憂傷，帶著對大樹的同情深深的去體會，去感悟。因為方法到位，大膽放手，課堂基本達(dá)到了自己想要的那種境界。珍視學(xué)生獨(dú)特的感受。在最后３個自然段的學(xué)習(xí)中，我提出問題：小鳥深情地注視著油燈的火苗，然后為火苗唱起了去年的那支歌。那是什么朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過，一聲朋友你會懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過，一聲朋友你會懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。歌，你能知道嗎？朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過，一聲朋友你會懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。第4章逆變電路?引言【原第5章】逆變的概念逆變——與整流相對應(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。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(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。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。本章講述無源逆變2IntroductionDC-to-acconvertersareknowsasinverters.Thefunctionofaninverteristochangeadcinputvoltagetoasymmetricacoutputvoltageofdesiredmagnitudeandfrequency.Theoutputvoltagecouldbefixedorvariablefrequency.Avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingtheinputdcvoltageandmaintainingthegainoftheinverterconstant.Ontheotherhand,ifthedcinputvoltageisfixedanditisnotcontrollable,avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingthegainoftheinverter,whichisnormallyaccomplishedbypulse-width-modulation(PWM)controlwithintheinverter.3以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及其波形舉例負(fù)載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。44.1.1

逆變電路的基本工作原理S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負(fù)載電壓uo為正。S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負(fù)載電壓uo為負(fù)。直流電交流電54.1.1

逆變電路的基本工作原理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。逆變電路及其波形舉例a)b)tuoiot1t2電阻負(fù)載時，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時，io相位滯后于uo，波形也不同。64.1.2換流方式分類【閱讀】換流——電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱為換相。開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動信號就可使器件開通。關(guān)斷：全控型器件可通過門極關(guān)斷。半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷。一般在晶閘管電流過零后施加一定時間反壓，才能關(guān)斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。74.2電壓型逆變電路1）逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-CSTI直流側(cè)是電流源84.2電壓型逆變電路2）電壓型逆變電路的特點電壓型全橋逆變電路

(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動。(2)輸出電壓為交流方波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。(3)阻感負(fù)載時需提供無功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。94.2.1單相電壓型方波逆變電路1）半橋逆變電路u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(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，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時，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,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。實際因功率管關(guān)斷不能瞬時完成，為防止電源經(jīng)功率管短路，上下管交替導(dǎo)通間須插入死區(qū)保證先關(guān)后開10輸出電壓有效值基波有效值輸出電流11例：單相半橋逆變器電阻負(fù)載，輸入直流電壓200V，負(fù)載電阻10W，求

輸出電壓基波有效值；

輸出功率；

功率管每管電流平均值；總諧波失真度THD

124.2.1單相電壓型方波逆變電路優(yōu)點：電路簡單，使用器件少。缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，基波有效值為0.45Ud，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半橋逆變電路的組合。13單相電壓型方波全橋逆變電路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(dǎo)通180°。輸出電壓合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Ud來實現(xiàn)。重復(fù)頻率和脈寬由控制極信號決定，幅值由直流電源電壓決定。14單相方波逆變電路工作特點輸出電壓波形與負(fù)載無關(guān)，恒為交變方波；輸出電流波形與負(fù)載性質(zhì)和參數(shù)有關(guān)。輸出電壓含奇次諧波，幅值隨諧波次數(shù)增加遞減。

臂內(nèi)換流：電流在同一導(dǎo)電橋臂內(nèi)器件間轉(zhuǎn)移。電流過零時換流，稱為自然換流。臂間換流：電流在不同橋臂間轉(zhuǎn)移。電流非零時換流，稱為強(qiáng)制換流。15輸出電壓分析基波幅值：基波電壓有效值：諧波相對幅值：總諧波失真度THD：16忽略損耗，對阻感負(fù)載，當(dāng)開關(guān)頻率足夠高時，主要考慮輸出的基波正弦量，則有：

基波功率瞬時值包含直流分量和交流分量交流功率幅值與直流功率相當(dāng)，回饋時注入直流電網(wǎng)，直流側(cè)必須有足夠的吸收能力以保持直流電壓基本恒定。一般直流側(cè)須并聯(lián)一大容量的電容器。17例：單相橋逆變器電阻負(fù)載，輸入直流電壓200V，負(fù)載電阻10W，求

輸出電壓基波有效值；

輸出功率；

功率管每管電流平均值；總諧波失真度THD

18討論對相同的直流電壓輸入，半橋和全橋方波逆變每功率管承受的阻斷電壓相同，但全橋輸出功率是半橋的4倍，電流、電壓基波分量均為半橋的1倍。兩種逆變器輸出的總諧波失真度相同。輸出電壓頻率可通過調(diào)節(jié)開關(guān)周期連續(xù)調(diào)節(jié)。194.2.1單相電壓型逆變電路的調(diào)壓阻感負(fù)載時，還可采用移相的方式來調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。a)單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV3的柵極信號比V1落后q

（0＜q

＜180°）。V3、V4的柵極信號分別比V2、V1的前移180°－q。輸出電壓是正負(fù)各為q的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。20相移式方波逆變電路

電路工作模式：改變移相角即改變輸出電壓基波有效值

21

輸出電壓分析

選坐標(biāo)原點于q2/2，則

22相移式方波逆變電路的特點

兼具有變頻調(diào)壓功能二極管均具有零電壓零電流關(guān)斷(ZVZCOFF)環(huán)境，可控器件具有零電壓零電流(ZVZCON)開通環(huán)境，器件開關(guān)損耗下降；輸出零壓期間，內(nèi)部存在環(huán)流，導(dǎo)通損耗增加?；鶞?zhǔn)臂電流i1與移相臂電流i2波形存在明顯差異。輸出電壓諧波含量仍然偏高,且隨移相角變化。23帶中心抽頭變壓器的單相電壓型逆變電路【了解】帶中心抽頭變壓器的逆變電路Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為