4.9 三相逆变电路工作原理(1)
三相逆变电路工作原理
三相逆变电路工作原理
三相逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路，其工作原理主要包括三相
桥式逆变电路、PWM控制技术和输出滤波等。
在三相逆变电路中，三相桥式逆变
电路是核心部分，它通过控制功率晶体管（IGBT）的导通与关断来实现对直流电
的逆变。
PWM控制技术则是通过对IGBT的开关信号进行调制，实现对输出交流
电的频率和幅值的精确控制。
而输出滤波则是通过滤波电感和电容来滤除逆变过程中产生的高频谐波，保证输出交流电的纯度和稳定性。
三相逆变电路的工作原理可以简单概括为，首先，直流电源通过整流电路将交
流电转换为直流电，然后直流电经过三相桥式逆变电路，通过控制IGBT的导通与
关断，实现对直流电的逆变，产生三相交流电。
接着，PWM控制技术对逆变电路
进行精确调制，控制输出交流电的频率和幅值。
最后，输出滤波电路对逆变过程中产生的高频谐波进行滤除，保证输出交流电的纯度和稳定性。
三相逆变电路的工作原理涉及到电力电子技术、控制技术和电路设计等多个领域。
在实际应用中，三相逆变电路被广泛应用于交流电动机驱动、电力电子变流器、风力发电系统、太阳能逆变器等领域。
其高效、稳定的特性使其成为现代工业和电力系统中不可或缺的重要组成部分。
总之，三相逆变电路通过三相桥式逆变电路、PWM控制技术和输出滤波等工
作原理，实现了对直流电的逆变，产生稳定、纯净的输出交流电。
其工作原理的深入理解对于电力电子领域的研究和应用具有重要意义，也为工业生产和电力系统的稳定运行提供了重要支撑。
三相电压型逆变器基本原理
三相电压型逆变器基本原理三相电压型逆变器（Three-phase Voltage Inverter）是一种电力变换装置，能够将直流电转换为交流电，并且能够控制输出电压的幅值和频率。
在现代工业和家庭用电中得到了广泛应用。
下面将介绍三相电压型逆变器的基本原理及应用。
一. 逆变器基本结构
三相电压型逆变器有一个功率电子器件桥式整流器、一个电容滤波器、一个逆变器，以及控制电路组成。
整流器将输入的交流电转换为直流电，电容滤波器将直流电转换为平滑的直流电，逆变器再将直流电转换为高频的交流电输出。
控制电路可以根据需要来控制输出电压的幅值和频率。
二. 逆变器原理
三相电压型逆变器的输出电压是由三路正弦曲线相位不同的交流电信号叠加而成，每一路输出电压的幅值和频率配合得当，可以得到所需的任何交流电信号。
需要注意的是，逆变器输出电压的幅值和频率与输入直流电电压密切相关。
三. 逆变器控制
三相电压型逆变器的控制可以通过正弦PWM调制技术实现。
将参考正弦波形与三角波形相比较，确定下半部分的斜率控制输出电压。
斜率在1时，输出电压幅值最大，斜率为0时，输出电压幅值最小。
四. 逆变器应用
三相电压型逆变器广泛应用于交流传动的变频控制系统、电力过程控制、UPS和太阳能逆变器等领域。
同时，在家庭用电中，逆变器也可以用于将太阳能电池板发出的直流电转换为家庭可用的交流电。
总的来说，三相电压型逆变器具有容易控制和高效能的优势，可广泛应用于各种场合。
希望本文能够对读者了解逆变器的基本原理及应用有所帮助。
三相逆变器工作原理
三相逆变器工作原理
三相逆变器的工作原理是：
三相逆变器装置，其将转换后的AC电压是三相，就是AC 380V。
三相电源由三个频率相同、幅值相等、相位相差120 °的交流电位组成，可承载三相负载。
同时，三相逆变器支持100%三相不平衡负载，因此也可以承载单相负载。
如果您的房子有三相电源连接，那么它可以只通过一相连接到任意的单相。
用户可以连接一根火线和普通的中性线以形成单相线。
它的电压等于我们通常所说的220V。
这样你的家用电就可以用三相电了，三相电源的每一相和它的中性点可以组成一个单相回路，为家庭用户提供电能。
不过对于一些功率比较大的用电设备，一般的家用电压是不能承受的，所以会有三相电的连接方式：
1、三相五线制：3P+N+PE，即3火线+1中性线+1地线；
2、三相四线制：3P+N，即3火线+1中性线；
3、三相三线制：3P，即只有3条火线；
综上所述，三相逆变器完全可以满足那些对电压要求更高的负载，因为三相逆变器配备了三重变压器组，输出更稳定、输出更宽。
如今，它已被大量应用于工业领域的感性和冲击负载装置中。
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。
三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。
1.三相电压型逆变器。
电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。
三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。
该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。
图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。
图6-15 三相电压型逆变器电路原理图图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。
控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。
普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
方波调制波形图6-16 方波与被调制方波波形示意图2.三相电流型逆变器。
电流型逆变器的直流输入电源是一个恒定的直流电流源，需要调制的是电流，若一个矩形电流注入负载，电压波形则是在负载阻抗的作用下生成的。
在电流型逆变器中，有两种不同的方法控制基波电流的幅值，一种方法是直流电流源的幅值变化法，这种万法使得交流电输出侧的电流控制比较简单；另一种方法是用脉宽调制来控制基波电流。
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。
三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。
1.三相电压型逆变器。
电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。
三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。
该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。
图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。
图6-15 三相电压型逆变器电路原理图图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。
控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。
普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
方波调制波形图6-16 方波与被调制方波波形示意图2.三相电流型逆变器。
电流型逆变器的直流输入电源是一个恒定的直流电流源，需要调制的是电流，若一个矩形电流注入负载，电压波形则是在负载阻抗的作用下生成的。
在电流型逆变器中，有两种不同的方法控制基波电流的幅值，一种方法是直流电流源的幅值变化法，这种万法使得交流电输出侧的电流控制比较简单；另一种方法是用脉宽调制来控制基波电流。
三相逆变器工作原理
三相逆变器工作原理整流器部分采用整流桥的结构，将交流电转换为直流电。
整流器包括六个二极管，每个二极管对应一个相位的输入电压。
通过这些二极管，输入的三相交流电转换为直流电，从而提供给逆变器部分。
逆变器部分是三相逆变器的核心，它将直流电转换为三相交流电。
逆变器通常由大功率的晶闸管组成。
晶闸管能够控制电流的流通，通过不同的开关控制方式，实现对输出电流的控制。
逆变器的输出电流是通过以一定频率开关晶闸管的方式，控制电流的导通和截断实现的。
1.输入电流控制：逆变器通过控制晶闸管的导通和截断，实现对输入电流的控制。
通过适当调节晶闸管的开关频率和脉宽，可以控制输入电流的大小和波形。
2.电压逆变：逆变器通过以一定频率和脉宽开关晶闸管，将直流电转换为交流电。
开关晶闸管的不同组合方式，可以实现不同的输出电压波形，如正弦波、方波和脉冲波等。
3.输出电压控制：逆变器通过控制晶闸管的开关频率和脉宽，实现对输出电压的控制。
通过调节晶闸管的开关频率和占空比，可以调节输出电压的大小和波形。
4.输出频率控制：逆变器通过调节晶闸管的开关频率，实现对输出频率的控制。
通过改变晶闸管的开关频率，可以实现输出频率的调节，通常为50Hz或60Hz。
5.控制保护功能：逆变器通常还具有过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等功能，以保证逆变器和输出负载的安全运行。
总结起来，三相逆变器的工作原理是通过整流器将三相交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为三相交流电。
通过调节晶闸管的开关频率和占空比，可以实现对输出电压和频率的控制。
逆变器还具有多种保护功能，以确保逆变器和负载的安全运行。
三相逆变器工作原理
三相逆变器工作原理
三相逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，它在工业生产和电力系
统中具有重要的应用价值。
三相逆变器的工作原理是通过控制开关器件的通断状态，将直流电源转换成交流电源。
本文将介绍三相逆变器的工作原理及其相关知识。
首先，三相逆变器由六个开关器件组成，分别为三个上管和三个下管。
在工作时，上管和下管交替导通，从而实现交流电的输出。
在导通状态下，开关器件会将直流电源连接到交流电网上，实现电能的转换。
其次，三相逆变器的控制系统采用了PWM调制技术，通过控制开关器件的通
断时间来调节输出电压和频率。
PWM调制技术能够有效地控制输出波形，提高电
能转换效率，降低谐波失真，保护电力设备。
三相逆变器的工作原理是基于电力电子器件的导通和关断来实现的。
在导通状
态下，电流会流过开关器件，从而形成交流电压；在关断状态下，电流停止流动，输出电压为零。
通过不同开关器件的组合和控制，可以实现不同的输出波形和频率。
此外，三相逆变器还具有过载保护、短路保护、过压保护等功能，能够保障设
备的安全运行。
在实际应用中，三相逆变器通常与电机、变压器等设备配合使用，实现电能的有效利用。
总的来说，三相逆变器是一种重要的电力转换装置，其工作原理是基于PWM
调制技术和电力电子器件的控制。
通过合理的设计和控制，三相逆变器能够实现高效、稳定的电能转换，为工业生产和电力系统提供可靠的支持。
三相逆变电路结构和工作原理
三相逆变电路结构和工作原理一、引言三相逆变电路是一种常用的电力电子转换器，广泛应用于工业和家庭等领域。
本文将介绍三相逆变电路的结构和工作原理。
二、结构三相逆变电路由整流器、逆变器和滤波器组成。
1. 整流器整流器负责将交流电源转换为直流电源。
常见的整流器有单相桥式整流器和三相桥式整流器。
在三相逆变电路中，通常采用三相桥式整流器，它由六个二极管组成。
其中，每个相位上的二极管分别连接到三相交流电源的三个输出端，形成一个桥式整流电路。
整流器的作用是将输入的三相交流电转换为直流电，为逆变器提供输入电源。
2. 逆变器逆变器负责将直流电源转换为交流电源。
在三相逆变电路中，逆变器通常采用全桥逆变器，它由四个开关管和四个二极管组成。
其中，开关管分别为IGBT管或MOS管，二极管用于反向电流的通路。
逆变器的作用是将输入的直流电转换为需要的交流电信号，实现电能的逆变。
3. 滤波器滤波器用于平滑逆变器输出的交流电信号，减小输出波形的含有高次谐波的幅值。
常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
滤波器的作用是提供稳定的交流电信号，使输出电压具有较低的谐波含量。
三、工作原理三相逆变电路的工作原理如下：1. 整流器工作原理当三相交流电源接通时，整流器中的二极管将正半周的交流电信号导通，使之通过。
在负半周，二极管则截止，不导通。
通过这样的工作方式，整流器实现了将三相交流电转换为直流电的功能。
2. 逆变器工作原理逆变器的工作原理与整流器相反。
当直流电源输入到逆变器时，逆变器中的开关管根据控制信号的变化，通过开关动作来控制交流电的输出。
当开关管导通时，直流电源的电流通过对应的开关管和反向通路的二极管，形成一个闭合电路，从而输出相应的交流电信号。
当开关管截止时，对应的相位上没有电流通过，输出的交流电信号为零。
通过控制开关管的导通和截止，逆变器可以实现输出交流电信号的频率和幅值的控制。
3. 滤波器工作原理滤波器的工作原理是通过电容器或电感器对逆变器输出的交流电信号进行滤波，去除其中的高次谐波成分。
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电力电子学
—三相逆变电路工作原理华中科技大学电气与电子工程学院
第4章直流/交流变换器
01逆变器的类型和性能指标
目录
02电压型单相方波逆变电路工作原理
03单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制(PWM)
04正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)
05三相逆变电路工作原理
三相逆变电路工作原理
01电压型三相逆变工作原理目录
02电流型三相逆变工作原理
03三相逆变器的SPWM控制
01
电压型三相逆变工作原理
三个单相逆变器构成的三相逆变器
逆变器1逆变器2逆变器3
+
−A
B
C N
V dc
变压器作用：
⏹隔离；⏹升降压。
逆变器拓扑：
⏹半桥；⏹全桥。
输出形式：
⏹三相三线制；⏹三相四线制。
☐三个逆变器基波依次相差120
R A R
B
N
C
星形负载R A
B
C
R
R
三角形负载
Q 1
V dc
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
Q1 Q4
D1
D4
A
D3
D6
B
Q3
Q6
D5
D2
Q5
Q2
C
N
V dc/2
V dc/2o
ωt
ωt
ωt
v Q1
v Q2
v Q3
ωt
ωt
v Q4
v Q5
v Q6
ωt
V dc
ωt
v AB
ωt
v BC
ωt
v CA
ωt
v AN
ωt
v BN
ωt
v CN
2V dc/3
V dc/3
☐每个桥臂工作于180︒导通方式；☐各相基波依次相差120︒；
☐线电压为120︒方波。
导电顺序：
561→612→123→234→345→456→561
Q 1
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B
Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
N
V dc /2
V dc /2
o
()21111
sin sin 5sin 7sin11sin13571113
D AN V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=
+++++ ⎪⎝⎭
()231111
sin sin 5sin 7sin11sin13571113
D AB V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫
=--+++
⎪⎝⎭
无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次
谐波幅值为基波幅值的1/n 。
无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次谐波幅值为基波幅值的1/n 。
v AB
ωt
v AN
ωt
V D
V D /3
2V D /3
02
电流型三相逆变工作原理
电流型三相桥式逆变器
R A R
B
N
C
星形负载R A
B
C
R
R
三角形负载
V dc
L b
D 1
Q 1D 3
Q 3D 4
Q 4D 6
Q 6D 5
Q 5D 2
Q 2A B C
电流型三相桥式逆变器
ωt ωt ωt v Q 1v Q 2v Q 3ωt ωt v Q 4v Q 5v Q 6
ωt
I dc
ωt
i A
ωt
i B
ωt
i C
ωt
i AB
2I dc /3
I dc /3
☐每个桥臂工作于120 导通方式；☐同一时刻仅2只开关管导通。
导电顺序：
61→12→23→34→45→56→61
C V dc
L b
D 1
Q 1D 3
Q 3D 4
Q 4D 6
Q 6D 5
Q 5D 2Q 2A
B
i B i A i C
i CA
R
03
三相逆变器的S P W M控制
Q1 Q4
D1
D4
A
D3
D6
B
Q3
Q6
D5
D2
Q5
Q2
C
N
V dc/2
V dc/2oωt
ωt
ωt
ωt
ωt
V D/2
V D/2
ωt
2V D/3
V D/3
V D
3
c r
N p f f
===
ar
v
c
v
br
v
cr
v
V rm
V cm
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V BO
V CO
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V AB
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V V V
=-()sin
ar rm r
v t V t
ω
=
()()
sin240
cr rm r
v t V t
ω
=-
()()
sin120
br rm r
v t V t
ω
=-
Q 1
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B
Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
N
V dc /2
V dc /2
o
驱动信号生成电路
ωt
ωt 0ωt 0
ωt
0ωt
0V D /2V D /2
ωt
2V D /3
V D /3
V D 3
c r N p f f ===ar v c
v br v cr
v V rm
V cm V AO V BO V CO V AN V AB AB AO BO
V V V =-+-+--1
ar
v c
v 1G v 4G v +-+--1
br
v
3G v 6G v +-+-
-1
cr
v 5G v 2
G v 参考波形成
r
f VR
rm
V *
1V 1
V +
-
谢谢！。