第6章第1节 三相电压型方波逆变器_443105534
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。
三相电压型逆变电路
2-8
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2-9
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2-10
• 开关动作与输出电压(diànyā)关 系
• 电压基准点
• 以电源(diànyuán)
中点N’为0电 平基准点
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精品文档是全控型器件绝缘栅双极晶体管每个核心控制器件都反并联了一个二极管二极管的作用是什么
• 三相电压型逆变(nìbiàn)电路
1 工作原理分析
2 数量关系分析
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2-1
• 复习(fùxí)提问
1逆变电路根据什么的不同可以分为电压型逆变电路和电流型逆 变电路？ • 直流侧电源性质不同
2 在单相电压型逆变电路中用到的核心控制(kòngzhì)器件是什么管？ • 是全控型器件(qìjiàn)（绝缘栅双极晶体管）
三相电压型桥式逆变电路可以看成由三个 半桥逆变电路组成。
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2-3
三相电压型桥式逆变电路
电路结构(jiégòu)分析
直流侧由直流电压源并联 一个电容。但为了分析方 便，画作串联的两个(liǎnɡ ɡè)电容，并标出假想中点 N’
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图2-1 单相半波可控整流电路(diànlù)及波 形
2-4
2-7
• 三相电压型桥式逆变(nìbiàn)电路特 点
• 基本工作方式为180度导电。即每个桥臂的导电角度为180度。
• 同一相上下两个桥臂交替导电，各相开始导电的角度相 差(xiānɡ chà)120度，任一瞬间又三个桥臂同时导通。
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。
三相逆变电路的工作原理
电力电子学—三相逆变电路工作原理第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有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）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+−ABC NV 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120R A RBNC星形负载R ABCRR三角形负载Q 1V dcQ 4D 1D 4AD 3D 6B Q 3Q 6D 5D 2Q 5Q 2CQ1 Q4D1D4AD3D6BQ3Q6D5D2Q5Q2CNV dc/2V dc/2oωtωtωtv Q1v Q2v Q3ωtωtv Q4v Q5v Q6ωtV dcωtv ABωtv BCωtv CAωtv ANωtv BNωtv CN2V dc/3V 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→561Q 1Q 4D 1D 4AD 3D 6BQ 3Q 6D 5D 2Q 5Q 2CNV dc /2V dc /2o()21111sin sin 5sin 7sin11sin13571113D AN V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=+++++ ⎪⎝⎭()231111sin sin 5sin 7sin11sin13571113D 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 。
三相电压型逆变电路工作过程
三相电压型逆变电路工作过程三相电压型逆变电路是将三相交流电转换为直流电的一种电路形式。
它由三相桥式整流器和逆变器两个部分组成，整流器将三相交流电转换为直流电，而逆变器则将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
下面我将详细介绍三相电压型逆变电路的工作过程。
首先，我们来看整流器的工作过程。
整流器由三相桥式整流电路组成，它由六个晶闸管或整流二极管构成，分别连接在三相交流电源的三个相线上。
当晶闸管或整流二极管接通时，对应的相线上的交流电流通过整流器进入负载电路，同时在负载电路两端形成正向电压。
当晶闸管或整流二极管关断时，交流电流被阻断，负载电路的电压为零。
整流器通过不断的开关操作，使得交流电源的电压在负载电路两端产生一系列脉冲电压。
接下来，我们来看逆变器的工作过程。
逆变器由若干个晶闸管或功率管构成，这些管子将整流器输出的脉冲电压转换为可变频率的交流电。
逆变器的工作原理是通过改变晶闸管或功率管的导通时间，控制输出脉冲电压的频率和幅度。
逆变器的脉冲宽度调制技术采用了PWM技术(Pulse Width Modulation)，根据输入的参考信号引导晶闸管或功率管的导通和断开，从而实现对输出电压频率和幅度的调节。
具体来说，逆变器通过接收控制信号，将输入的直流电转换为脉冲信号，并通过PWM技术对脉冲信号的宽度进行调制，使得输出电压的频率和幅度可以根据需要进行调节。
这样就实现了将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
逆变器输出的电压通常是三相对称的正弦波，它可以用来驱动各种交流电动机、电动机控制系统和其他需要交流电源的设备。
总结一下，三相电压型逆变电路主要由整流器和逆变器两个部分组成。
整流器将输入的三相交流电转换为直流电，而逆变器将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
通过整流器和逆变器的组合，可以实现将三相交流电源转换为直流电源，并通过逆变器将直流电源转换为三相交流电源。
这种电路在电力变频调速系统和其他需要交流电源的应用中具有广泛的应用前景。
三相电压逆变器原理图
三相电压逆变器原理图
三相电压逆变器原理图如下：
[原理图]
根据原理图中的电路连接，三相电压逆变器主要由三个部分组成：输入滤波电路、逆变桥电路和输出滤波电路。
输入滤波电路主要由电容器和电感器组成，用于滤除输入电压中的高频噪声和干扰信号，保证逆变器工作的稳定性和可靠性。
逆变桥电路是三相逆变器的核心部分，由六个可控开关管（如IGBT）组成，分别为上下桥臂。
通过控制开关管的导通和关断，可以实现三相电压的逆变。
输出滤波电路主要由电感器和电容器组成，用于滤除逆变后输出电压中的高频谐波，提高逆变器输出电压的纯度和稳定性。
逆变器工作过程中，输入三相电压经过输入滤波电路进入逆变桥电路，在逆变桥电路的控制下，经过逆变和开关操作，将输入的直流电压逆变为输出的交流电压。
最后，输出电压经过输出滤波电路进行滤波处理，得到稳定的三相交流电压输出。
通过以上电路连接和工作过程，三相电压逆变器能够将直流电压转换为交流电压，实现在三相系统中的能量传送和使用。
三相的方波逆变电路原理说明书
三相的方波逆变电路原理说明书一、引言本文将详细介绍三相的方波逆变电路的原理及工作方式。
方波逆变电路是一种常用的电力电子转换器，广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。
本文将从电路结构、工作原理、性能参数等方面进行说明。
二、电路结构三相的方波逆变电路由三相桥式整流器、滤波电容、逆变器等组成。
其基本电路结构如下图所示：[插入电路结构示意图]三相桥式整流器将交流电源转换为直流电压，并通过滤波电容对直流电压进行平滑处理。
逆变器将直流电压转换为方波交流电压输出。
三、工作原理1. 三相桥式整流器工作原理：三相桥式整流器由六个二极管组成，分为正半桥和负半桥。
当交流电源的A相电压大于B相和C相电压时，A相的二极管导通，B相和C相的二极管截止，此时A相电流通过负半桥输出。
当B相电压大于A相和C相电压时，B相的二极管导通，A相和C相的二极管截止，此时B相电流通过正半桥输出。
同理，当C相电压大于A相和B相电压时，C相的二极管导通，A相和B相的二极管截止，此时C相电流通过负半桥输出。
通过这样的切换，交流电源的三相电压可以被转换为直流电压输出。
2. 逆变器工作原理：逆变器由六个开关管组成，分为正半桥和负半桥。
逆变器的工作周期分为两个阶段：正半周期和负半周期。
在正半周期中，正半桥的两个开关管分别导通和截止，负半桥的两个开关管截止。
在负半周期中，正半桥的两个开关管截止，负半桥的两个开关管分别导通和截止。
通过这样的切换，直流电压可以被转换为方波交流电压输出。
四、性能参数1. 输出电压：三相的方波逆变电路的输出电压为方波交流电压，其峰值电压与直流电压相关。
可以通过控制逆变器的开关频率和占空比来调节输出电压的大小。
2. 输出频率：三相的方波逆变电路的输出频率与输入交流电源的频率相同。
3. 输出功率：三相的方波逆变电路的输出功率与输入直流电压和负载电阻相关。
可以通过调节输入直流电压和负载电阻来控制输出功率的大小。
五、应用领域三相的方波逆变电路广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。
三相桥式电压型逆变器
三相桥式电压型逆变器三相桥式电压型逆变器是一种常见的电力电子设备，用于将直流电源转换为交流电源。
它在现代工业和家庭电气化中起着重要作用。
本文将向读者介绍三相桥式电压型逆变器的原理、应用和一些使用技巧，并提供一些实用的建议。
首先，让我们了解一下三相桥式电压型逆变器的原理。
该逆变器由六个功率开关管和相关电路组成，它们按特定序列开关，以产生三相交流电源。
通过适当的控制策略，这些开关可控制电源的频率、幅度和相位。
这使得逆变器能够适应不同的负载需求，如电动机驱动、光伏发电系统等。
三相桥式电压型逆变器的应用十分广泛。
它被广泛应用于变频驱动系统中，如电动机的变频调速、供电系统中的电力调节等。
此外，它还用于光伏发电系统，将以太阳能发电的直流电转换为交流电，以供电网络使用。
由于逆变器具有高效率和可靠性，因此在可再生能源领域得到广泛应用。
在使用三相桥式电压型逆变器时，我们需要注意一些使用技巧和细节。
首先，我们需要选择合适的逆变器容量，以满足实际负载需求。
其次，逆变器应安装在干燥通风的环境中，以保持正常运行。
我们还需要确保逆变器与电源和负载之间的电缆连接良好，以避免损坏和故障。
此外，逆变器的保护和维护也是至关重要的。
在逆变器工作期间，必须定期检查温度、电流和电压等参数，以确保其正常工作。
当逆变器出现故障或异常时，应及时进行修理或更换部件，以避免损坏其他设备。
总之，三相桥式电压型逆变器是一种重要的电力电子设备，具有广泛的应用前景。
通过了解其工作原理和使用技巧，我们能够更好地应用逆变器，提高电力转换效率。
希望本文对读者有所帮助，并能够在实践中发挥指导作用。
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uan + ubn + ucn = 0
12
EEA, THU
两个不同中点的电压关系
ua0
⎧u a 0 = u an + u n 0 ⎪ ⎨u b 0 = u bn + u n 0 ⎪u = u + u cn n0 ⎩ c0
u an
un0 =
(u a 0 + u b 0 + u c 0 ) (u an + u bn + u cn ) − 3 3
相电压与线电压、端电位关系
⎧u ab = u a 0 − u b 0 ⎪ ⎨u bc = u b 0 − u c 0 ⎪u = u − u c0 a0 ⎩ ca ⎧u ab = u a − u b ⎪ ⎨u bc = u b − u c ⎪u = u − u c a ⎩ ca ⎡ 2 ⎢ ⎡u an ⎤ ⎢ 3 ⎢u ⎥ = ⎢ − 1 ⎢ bn ⎥ ⎢ 3 ⎢ ⎣u cn ⎥ ⎦ ⎢ 1 ⎢− 3 ⎣ 1 − 3 2 3 1 − 3 1⎤ − ⎥ 3 ⎡u a 0 ⎤ 1 ⎥⎢ ⎥ − ⎥ ⎢u b 0 ⎥ 3⎥ 2 ⎥⎢ ⎣u c 0 ⎥ ⎦ 3 ⎥ ⎦
1
Vdc 2
3
5
0
Vdc 2
Vdc
4
A 6
B 2
C
°；上下管交替导通(为了防止直通， 每只管子导通180 180° 通常要插入“死区”)，纵向换流； 开关管反并联二极管。
N
8
EEA, THU
变频工作原理
• 调压：改变逆变 器输入直流电压 • 调频：改变开关 动作的周期
9
EEA, THU
1号管子驱动信号
• 中性点悬空 • 对称三相负载
⎡2 ⎢ ⎡u an ⎤ ⎢ 3 ⎢u ⎥ = ⎢ 0 ⎢ bn ⎥ ⎢ ⎢ ⎣u cn ⎥ ⎦ ⎢1 ⎢3 ⎣ 1 3 2 3 0 ⎤ 0⎥ ⎡u ab ⎤ ⎥ 1 ⎢ ⎥ ⎥ u bc 3 ⎥⎢ ⎥ 2 ⎥⎢ ⎣u ca ⎥ ⎦ 3⎥ ⎦
u ab = u an − ubn ubc = ubn − u cn u ca = u cn − u an
un0
三相平衡： 故：
u an + ubn + u cn = 0
(u a 0 + u b 0 + u c 0 ) 3
13
un0 =
EEA, THU
输出电压的谐波分解
u A0
2U d 1 1 1 = (sin ωt + sin 3ωt + sin 5ωt + sin 7ωt + • • •) π 3 5 7
0.637U d
1.27U d
uA0rms
2U d 1 1 u AN = (sin ωt + sin 5ωt + sin 7ωt + • • •) π 5 7 1 1 ≈ 0.6366U d (sin ωt + sin 5ωt + sin 7ωt + • • •) 5 7
1 = U d = 0.5U d 2
14
EEA, THU
相电流波形与反并联二极管的作用
iA
UAN
uAN
0 T1
t
D1
φ 偏移因数角
D4 T4
续流
15
EEA, THU
偏移因数角 较大时的情况 偏移因数角较
u AN
UAN
iA
t
0 D1 T1 D4 T4
φ
偏移因数角
16
EEA, THU
逆变器中的预充电电路
K R
C
SCR
R
C
17
EEA, THU
C
DC－AC
整流器
Rectifier
逆变器
Inverter
2
EEA, THU
逆变器分类
• 逆变器：即DC－AC变换器 有源逆变 逆变器 无源逆变 频率可变 • 无源逆变器分电压型和电流型
– Voltage Source Inverter (VSI) & Current Source Inverter (CSI)
直流环节过压保护
SCR
R1
C
R2 T7
18
EEA, THU
二极管中点箝位逆变器 (Neutral Point Clamped) NPC
T1 C1 T2 A 0
Vdc
C2
T3
B
C
M
T4
19
– (Current Source Inverter, CSI)
• 两种逆变器的比较
5
EEA, THU
三相电压型逆变器
• 主要内容
– – – – 变频工作原理 相、线电压与母线电压的关系 每相电压、电流波形 反并联二极管的作用
6
EEA, THU
逆变工作原理
7
EEA, THU
三相电压型逆变器电路拓扑
电力电子技术基础
第六章 交直交变频电路
(AC-DC-AC Variable Frequency Circuit)
1
EEA, THU
概述
• 交－直－交是AC－AC变换的一种形式
交流电力控制电路 交流－交流 变频电路 直接变频(交交变频、矩阵变换器等 ) 间接变频(交－直－交)
• 交－直－交
～
A分方波和PWM两种
3
EEA, THU
• 电压型方波逆变器
～
AC－DC
C
DC－AC
调压
调频
• 电流型方波逆变器
～
L
AC－DC
DC－AC
调压
调频
4
EEA, THU
主要内容
• 概述 • 三相电压型逆变器
– (Voltage Source Inverter, VSI)
• 三相电流型逆变器
UGE
600 0
负负载载端端电电压压��线线电电压压波波形形
2号管子驱动信号
t
UA0
0 1/2Ud
t t
UB0
0
UC0
0
t
UAB
0
t
10
EEA, THU
可能的连接状态与相电压波形
5 6 1
6 1 2
1 2 3
2 3 4
3 4 5
4 5 6
UAN t
0 1/3V 2/3Vdc dc
11
EEA, THU
基波相电压
uANrms
2 = U d ≈ 0.471405U d 3
1.1U d
π 2 3U d 1 1 uAB (ωt − ) = (sin ωt − sin 5ωt − sin 7ωt + • • •) 6 π 5 7 1 1 ≈ 1.1027U d (sin ωt − sin 5ωt − sin 7ωt + • • •) 5 7