逆变电路和多电平逆变电路.ppt
2023/9/29,1,3.2 多重逆变电路和多电平逆变电路,电压型输出电压是矩形波，电流型输出电流是矩形波，谐波多多重逆变电路把几个矩形波组合起来，接近正弦多电平逆变电路输出较多电平，使输出接近正弦3.2.1 多重逆变电路 电压型、电流型都可多重化，以电压型为例单相电压型二重逆变电路两个单相全桥逆变电路组成，输出通过变压器T1和T2串联起来 输出波形：两个单相的输出u1和u2是180矩形波,2023/9/29,2,3.2.1 多重逆变电路,3次谐波u1和u2相位错开j=60，其中3次谐波就错开了3X60=180变压器串联合成后，3次谐波互相抵消，总输出电压中不含3次谐波uo波形是120矩形波，含6k1次谐波，3k次谐波都被抵消,图5-20 二重单相逆变电路,2023/9/29,3,3.2.1 多重逆变电路,多重逆变电路有串联多重和并联多重两种串联多重把几个逆变电路的输出串联起来，多用于电压型并联多重把几个逆变电路的输出并联起来，多用于电流型,图5-21 二重逆变电路的工作波形,2023/9/29,4,3.2.1 多重逆变电路,三相电压型二重逆变电路由两个三相桥式逆变电路构成，输出通过变压器串联合成两个逆变电路均为180导通方式逆变桥II的相位比逆变桥I滞后30,图5-22 三相电压型二重逆变电路,图5-23 二次侧基波电压合成相量图,2023/9/29,5,3.2.1 多重逆变电路,T1为/Y联结，线电压变比为（一次和二次绕组匝数相等）T2一次侧联结，二次侧两绕组曲折星形接法，其二次电压相对于一次电压而言，比T1的接法超前30，以抵消逆变桥II比逆变桥I滞后的30。这样，uU2和uU1的基波相位就相同,图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图,2023/9/29,6,3.2.1 多重逆变电路,输出谐波分析uU1展成傅里叶级数n=6k1(5-24)n次谐波有效值(5-25),(5-23),2023/9/29,7,3.2.1 多重逆变电路,输出相电压uUN展开成傅里叶级数，可得其基波有效值(5-26)n次谐波有效值(5-27)n=12k1，uUN中已不含5次、7次等谐波直流侧电流每周期脉动12次，称为12脉波逆变电路使m个三相桥逆变电路的相位依次错开p/(3m)，连同合成输出电压并抵消上述相位差的变压器，就可构成6m脉波逆变电路,2023/9/29,8,3.2.2 多电平逆变电路,回顾图5-9三相电压型桥式逆变电路和图5-10的波形以N为参考点，输出相电压有Ud/2和-Ud/2两种电平，称为两电平逆变电路,图5-25 三电平逆变电路,三电平逆变电路 图5-25，也称中点钳位型（Neutral Point Clamped）逆变 电路,每桥臂由两个全控器件串联构成，两者中点通过钳位二极管和直流侧中点相连,2023/9/29,9,3.2.2 多电平逆变电路,U相工作情况与输出相电压的电平V11和V12（或VD11和VD12）通，V41和V42断，UO间电位差为Ud/2V41和V42（或VD41和VD42）通，V11和V12断，UO间电位差为-Ud/2V12和V41导通，V11和V42关断时，UO间电位差为0V12和V41不能同时导通iU0时，V12和VD1导通iU0时，V41和VD4导通,2023/9/29,10,3.2.2 多电平逆变电路,线电压的电平相电压相减得到线电压两电平逆变电路的输出线电压有Ud和0三种电平三电平逆变电路的输出线电压有Ud、Ud/2和0五种电平三电平逆变电路输出电压谐波可大大少于两电平逆变电路三电平逆变电路另一突出优点：每个主开关器件承受电压为直流侧电压的一半,2023/9/29,11,本章小结,讲述基本的逆变电路的结构及其工作原理 四大类基本变流电路中，AC/DC和DC/AC两类电路更为基本、更为重要换流方式分为外部换流和自换流两大类，外部换流包括电网换流和负载换流两种，自换流包括器件换流和强迫换流两种晶闸管时代十分重要，全控型器件时代其重要性有所下降,2023/9/29,12,本章小结,逆变电路分类方法可按换流方式、输出相数、直流电源的性质或用途等分类本章主要采用按直流侧电源性质分类的方法，分为电压型和电流型两类电压型和电流型的概念用于其他电路，会对这些电路有更深刻的认识负载为大电感的整流电路可看为电流型整流电路电容滤波的整流电路可看成为电压型整流电路,2023/9/29,13,本章小结,与其他章的关系本章对逆变电路的讲述是很基本的，还远不完整下一章的PWM控制技术在逆变电路中应用最多，绝大部分逆变电路都是PWM控制的，学完下一章才能对逆变电路有一个较为完整的认识逆变电路的直流电源往往由整流电路而来，二都结合构成间接交流变流电路此外，间接直流变流电路大量用于开关电源，其中的核心电路仍是逆变电路将在第8章介绍，学完第8章后，对逆变电路及其应用将有更完整的认识,2023/9/29,14,图5-1 逆变电路及其波形举例,返回,2023/9/29,15,图5-2 负载换流电路及其工作波形,返回,2023/9/29,16,图5-3 直接耦合式强迫换流原理图,返回,2023/9/29,17,图5-4 电感耦合式强迫换流原理图,返回,2023/9/29,18,图5-5 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路）,返回,2023/9/29,19,图5-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形,返回,2023/9/29,20,图5-7 单相全桥逆变电路的移相调压方式,返回,2023/9/29,21,图5-8 带中心抽头变压器的逆变电路,返回,2023/9/29,22,图5-9 三相电压型桥式逆变电路,返回,2023/9/29,23,图5-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形,返回,2023/9/29,24,图5-11 电流型三相桥式逆变电路,返回,2023/9/29,25,图5-12 单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路,返回,2023/9/29,26,图5-13 并联谐振式逆变电路工作波形,返回,2023/9/29,27,图5-14 电流型三相桥式逆变电路的输出波形,返回,2023/9/29,28,图5-15 串联二极管式晶闸管逆变电路,返回,2023/9/29,29,图5-16 换流过程各阶段的电流路径,返回,2023/9/29,30,图5-17 串联二极管晶闸管逆变电路换流过程波形,返回,2023/9/29,31,图5-18 无换相器电动机的基本电路,返回,2023/9/29,32,图5-19 无换相器电动机电路工作波形,返回,2023/9/29,33,图5-20 二重单相逆变电路,返回,2023/9/29,34,图5-21 二重逆变电路的工作波形,返回,2023/9/29,35,图5-22 三相电压型二重逆变电路,返回,2023/9/29,36,图5-23 二次侧基波电压合成相量图,返回,2023/9/29,37,图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图,返回,2023/9/29,38,图5-25 三电平逆变电路,返回,2023/9/29,39,3.3多电平技术在大功率PE变换器中的应用,2023/9/29,40,2023/9/29,41,2023/9/29,42,2023/9/29,43,2023/9/29,44,2023/9/29,45,2023/9/29,46,2023/9/29,47,2023/9/29,48,2023/9/29,49,2023/9/29,50,2023/9/29,51,2023/9/29,52,2023/9/29,53,2023/9/29,54,2023/9/29,55,2023/9/29,56,多重化的脉宽调制输出电压波形,
