第五章-逆变电路课件.ppt

第五章 逆变电路,本章所要讲述的内容基本概念逆变器基本工作原理换流方式电压型逆变电路本章重点 基本概念、换流方式、单相全桥电压型无源逆变电路、三相电压型逆变电路（180o导电方式）工作原理与波形分析,第2页,逆变的概念 逆变与整流相对应，将直流电变成交流电。交流侧接电网，为有源逆变。交流侧接负载，为无源逆变。逆变与变频变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。主要应用各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池向交流负载供电等。交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。,基本概念,第3页,5.1 换流方式,最基本的工作原理 改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。改变输入直流电压的大小可改变交流电的幅值。,1.逆变器基本工作原理,t,u,o,i,o,t,1,t,2,第4页,5.1 换流方式,开通：适当的门极驱动信号就可使器件开通。关断：全控型器件可通过门极关断。半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断。一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断。研究换流方式主要是研究如何使器件关断。,换流电流从一个支路向另一个支路转移的过程。,2.换流方式,第5页,5.1 换流方式,总共有四种换流方式,1.器件换流 Device commutation,2.电网换流 Line commutation,3.负载换流 Load commutation,4.强迫换流 Forced commutation,第6页,5.1 换流方式,器件换流（Device Commutation）利用全控型器件的自关断能力进行换流。在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。电网换流（Line Commutation）电网提供换流电压的换流方式。将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。负载换流（Load Commutation）由负载提供换流电压的换流方式。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流，即电容性负载都可实现负载换流。强迫换流（Forced Commutation）设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。,第7页,电压型逆变电路的特点,(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。(2)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。,5.2 电压型逆变电路,图5.2 单相全桥电路,(3)阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。,第8页,5.2.1 单相电压型逆变电路,全桥逆变电路,共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180。输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。,b),a),图5.3 单相全桥逆变电路的移相调压方式,第9页,阻感负载时，可采用移相的方式来调节输出电压移相调压。,V3的栅极信号比V1落后（0 180）。V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的超前180o-。输出电压是正负各为的脉冲。改变q就可调节输出电压。,5.2.1 单相电压型逆变电路,第10页,5.2.2 三相电压型逆变电路,图5.4 三相电压型桥式逆变电路,三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路应用最广的是三相桥式逆变电路,第11页,基本工作方式180导电方式,每个桥臂导电180，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度相差120。任一瞬间有三个桥臂同时导通。每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。,5.2.2 三相电压型逆变电路,图5.4 三相电压型桥式逆变电路,第12页,第13页,掌握逆变电路的基本概念掌握换流方式的类型掌握单相电压型全桥无源逆变电路的工作原理合波形分析掌握三相电压型逆变电路的工作原理和和波形,5.6 小结,第14页,本章结束,