电压型逆变与电流型逆变的特点
电压型逆变电路
1）逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质 的不同
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-VSTI
负载相电压
uUN uUN' uNN'
uVN
uVN'
uNN'
uWN
uWN'
uNN
'
u UN'
a)
O
Ud
t
u VN'
2
b)
O
t
u WN'
c)
O
t
u UV
Ud
d)
O
t
e) u NNO' u UN
f)
O
2Ud 3
Ud 6
t
Ud 3
t
iU
g)
O
t
id
h)
O
t
图5-10电压型三相桥式逆
变电路的工作波形
与全桥电路的比较：
比全桥电路少用一半开关器件。 器件承受的电压为2Ud，比全桥电路高 一倍。 必须有一个变压器 。
5.2.2 三相电压型逆变电路
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
图5-9 三相电压型桥式逆变电路
5.2.2 三相电压型逆变电路
基本工作方式—— 180°导电方式
5.2 电压型逆变电路
5.2.1 单相电压型逆变电路 5.2.2 三相电压型逆变电路
变频器技术与应用第3章 思考与练习解答
思考与练习1.交-直-交变频器的主电路包括那些组成部分？并说明各部分的作用。
答:交-直-交变频器的主电路由整流电路、中间电路、逆变电路三部分组成。
整流电路：把从电网接入幅值和频率都恒定的交流电压信号，经由整流器转换为直流电压；中间电路：整流器输出电压含有频率为电源频率6倍的纹波，中间电路的滤波电路能减少电压和电流的波动，还可以避免变频器被雷击时二极管被烧坏。
在直流回路中的制动电阻或反馈通道吸收电动机的再生电能，能使电动机快速制动。
逆变电路：能把直流电源逆变成交流电源，驱动电动机实现变速。
2.说明可控整流电路和不可控整流电路的组成和原理有什么区别。
答:不可控整流电路使用的器件为电力二极管，三相桥式整流电路共有6个整流二极管，其中3个二极管、、的阴极连接在一起，称为共阴极组；另外3个二极管、、的阳极连接在一起，称为共阳极组。
在接入电源、、工作期间，每等份时间段内，在共阴极组中二极管阳极电位最高的优先导通，在共阳极组中二极管阴极电位最低的优先导通。
同一时刻每组各一个二极管同时导通，其余四个反向截止。
在自然换相点各二极管换相导通或截止。
在每个周期内，每个二极管导通1/3周期，即导通角为120°，极性始终上正下负，为脉动直流电压。
负载电阻上输出的平均电压为输入相电压的2.34倍，不可改变。
可控整流电路：三相桥式整流电路中的二极管换为晶闸管（又称可控硅），就成为三相桥式全控整流电路。
当闸管阳极和阴极承受正向电压且门极和阴极两端加正向触发电压时才能导通，所以晶闸管可控整流电路输出电压的平均值可随门极控制电压信号的变化连续可调，负载上平均电压的平均值电压可被晶闸管触发延迟角调控。
3.中间电路有哪些形式？并说明各形式的功能。
答: 中间电路有哪些形式有滤波电路、制动电路。
滤波电路分为电压型可以可使直流母线电压基本保持恒定，能有效的减小受负载变动造成的影响；电流型电流基本不受负载的影响。
制动电路：分为动力制动、反馈制动、直流制动三种方式。
电力电子复习资料
一、填空题1.正弦脉冲宽度调制(SPWM)电路中，调制波为。
2.有源逆变电路中控制角α与逆变角β之间的关系应该是。
3 在电力电子器件中，有电流控制型器件，电压控制型器件，GTO为器件。
4. 晶闸管的导通条件是，，门极正偏，阳极电流大于维持电流 .5. 在PWM控制中，载波比为。
6. 电力电子器件的损耗主要有、断态损耗和开关损耗。
7.三相桥式全控整流电路中，同一相两个晶闸管的触发脉冲相位关系为。
8. PWM控制电路中，异步调制是。
9.单相全控桥式整流电路，纯电阻负载，脉冲的移相范围是。
10.直流斩波电路的三种控制方式为频率调制，和混合调制。
11.在交--交变频电路中，阻感负载。
在逻辑无环流情况下，哪组桥工作，由方向决定。
12. 三相半波整流电路的自然换相点（α=0o，触发脉冲始发点）是。
13. 无源逆变电路多重化的目的是。
14.电力电子电路中的换相方式主要有强迫换相，电网换相，器件换相，。
15.零电流开关是开关关断前迫使其降为零，则不会产生损耗和噪声。
二.简答题：（共4题，每题5分，计20分）1.什么是电压型逆变电路，有什么特点？2.试述单相交流调压电路与单相交流电力电子开关的异同。
3.有源逆变电路中，什么是逆变失败？原因是什么？（至少写出两种）3.画出IGBT关断缓冲吸收电路的原理图，并简述其过压保护原理。
三. 波形分析：1.单相全控桥式整流电路如下图所示，U2=100V，负载中R=1Ω，L极大，反电势E=60V，当α=30°时，作出ud ，id, i2,uVT1的波形；2.单相桥式矩形波逆变电路，RL负载，1800导电型，作出u G1u G4、u G2u G3、u o、i o波形。
四、分析计算题1.在下图所示的降压斩波电路中，已知E=100V，R=1Ω，L值极大，E M=30V，采用脉宽调制方式，当T=50μS，t on=30μS时①计算输出电压平均值U o 、输出电流平均值I o 。
第二讲 三相逆变电路
+Vdc
G
+
Vdc /2
-
+
Vdc /2
-
VT1
R
VT4
iR
VT3
Y
VT6
iY
VT5
B
VT2
iR
ZY
ZR
ia
ib
ZB
N
曲阜师范大学 新能源技术研究所
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4.4.2 三相电压型逆变电路
当G点和N点不连接时，180O导电型工作过程，负载为阻性。6个功率 管的驱动信号如图6-20所示，其导通顺序为5、6、1；6、1、2；1、2、 3；2、3、4；3、4、5；4、5、6；5、6、1….；每组管子导通60度。 6个状态的等效电路如图6-21所示。
t
t 2
t
表示为电角度
(5-16) (5-17)
t 2
t
2
(5-18)
ω为电路工作角频率；r、β分别是tr、tβ对应的电角度
曲阜师范大学 新能源技术研究所
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4.4.1 单相电流型逆变电路
➢ 数量分析
忽略换流过程，io可近似成矩形波，展开成傅里叶级数
io
4Id
sin
t
1 sin 3t
解：U UN1
U UN1m 2
0.45Ud ＝0.45×200＝90（V）
U UN1m
2U d
0.637Ud ＝0.637×200＝127.4（V）
2 U UV1m
3U d
1.1Ud ＝ 1.1×200=220（V）
U UV1
U UV1m 2
6
Ud
0.78U d
＝ 0.78×200=156（V）
电压型逆变器与电流型逆变电路的定义及特点
比较电压型逆变器和电流型逆变器的特点先两者都属于交-直-交变频器，由整流器和逆变器两部分组成。
由于负载一般都是感性的，它和电源之间必有无功功率传送，因此在中间的直流环节中，需要有缓冲无功功率的元件。
如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器；如采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。
电压型变频器和电流型变频器的区别仅在于中间直流环节滤波器的形式不同，但是这样一来，却造成两类变频器在性能上相当大的差异，主要表现列表比较如下：电压型变频器与电流型变频器的性能比较1、储能元件：电压型变频器——电容器；电流型——电抗器。
2、输出波形的特点：电压形电压波形为矩形波电流波形近似正弦波；电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波3、回路构成上的特点，电压型有反馈二极管直流电源并联大容量电容（低阻抗电压源）；电流型无反馈二极管直流电源串联大电感（高阻抗电流源）电动机四象限运转容易。
4、特性上的特点，电压型为负载短路时产生过电流，开环电动机也可能稳定运转；电流型为负载短路时能抑制过电流，电动机运转不稳定需要反馈控制电流型逆变器采用自然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且应用于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也比较差；高压变频器的结构特征1.1电流型变频器变频器的直流环节采用了电感元件而得名，其优点是具有四象限运行能力，能很方便地实现电机的制动功能。
缺点是需要对逆变桥进行强迫换流，装置结构复杂，调整较为困难。
另外，由于电网侧采用可控硅移相整流，故输入电流谐波较大，容量大时对电网会有一定的影响。
1.2电压型变频器由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名，其特点是不能进行四象限运行，当负载电动机需要制动时，需要另行安装制动电路。
功率较大时，输出还需要增设正弦波滤波器。
1.3高低高变频器;采用升降压的办法，将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。
电力电子技术_简答题及答案
1？晶闸管导通和关断条件是什么？当晶闸管上加有正向电压的同时，在门极施加适当的触发电压，晶闸管就正向导通；当晶闸管的阳极电流小于维持电流时，就关断，只要让晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向，就可以让晶闸管关断。
2、有源逆变实现的条件是什么？①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；②要求晶闸管的控制角α>π/2，使Uβ为负值；③主回路中不能有二极管存在。
3、什么是逆变失败，造成逆变失败的原因有哪些？如何防止逆变失败?答：1逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
2逆变失败的原因3防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。
4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点？答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
电力电子变流技术课后答案第6章
第六章无源逆变电路习题与思考题解6-1.无源逆变电路和有源逆变电路的区别有哪些解：无源逆变电路就是将直流电能转换为某一固定频率或可变频率的交流电能，并且直接供给负载使用的逆变电路。
有源逆变电路就是将直流电能转换为交流电能后，又馈送回交流电网的逆变电路。
这里的“源”即指交流电网，或称交流电源。
6-2.什么是电压型逆变电路和电流型逆变电路各有什么特点解：根据逆变器直流侧电源性质的不同可分为两种，直流侧是电压源的称为电压型逆变器，直流侧是电流源的称为电流型逆变器。
电压型逆变器，其中间直流环节以电容贮能，具有稳定直流侧电压的作用。
直流侧电压无脉动、交流侧电压为矩形波，多台逆变器可以共享一套直流电源并联运行。
由于PWM（脉宽调制）技术的出现和发展，使得电压和频率的调节均可在逆变过程中由同一逆变电路完成，应用更为普遍。
电流型逆变器，中间直流环节以电感贮能，具有稳定直流侧电流的作用。
它具有直流侧电流无脉动、交流侧电流为矩形波和便于能量回馈等特点。
一般用于较大功率的调速系统中，如大功率风机、水泵等。
6-3.试说明电压型逆变电路中续流二极管的作用。
解：对于电感性负载，由于电感的储能作用，当逆变电路中的开关管关断时，负载电流不能立即改变方向，电流将保持原来的流向，必须通过与开关管反向并联的大功率二极管进行续流，来释放电感中储存的能量，这就是电压型逆变电路中续流二极管的作用。
若电路中无续流二极管，开关管关断时，由于电感中的电流将产生很大电流变化率，从而在电路中引起很高的过电压，对电路的器件或绝缘产生危害。
6-4试述180O导电型电压型逆变电路的换流顺序及每60O区间导通管号。
解：参阅教材P101中的图6-4（g）。
180 O导电型电压型逆变电路，每个开关管在每个周期中导通180 O，关断时间也是180 O，换流（换相）是在同一个桥臂的上、下两个开关管之间进行，亦称纵向换相。
换流顺序为每一次在同一桥臂上的V11和V14，V13和V16，V15和V12，每对管各自间隔180 O换相一次。
简述电压型逆变器的主要特点。
简述电压型逆变器的主要特点。
电压型逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，其主要特点是通过控制输出电压的幅值和频率来实现对输出电流的控制。
下面将对电压型逆变器的主要特点进行详细介绍。
1. 输出电压稳定性高
电压型逆变器通过控制输出电压的幅值和频率来实现对输出电流的控制，因此其输出电压稳定性非常高。
在实际应用中，电压型逆变器可以实现高精度的电压输出，满足各种精密电器设备的需求。
2. 输出电流波形质量高
电压型逆变器的输出电流波形质量非常高，可以实现接近正弦波的输出电流波形。
这种高质量的电流波形可以保证电器设备的正常运行，同时也可以减少电器设备的损耗和故障率。
3. 调节范围广
电压型逆变器的调节范围非常广，可以实现从几伏特到数千伏特的电压输出。
这种广泛的调节范围可以满足各种不同电器设备的需求，同时也可以适应不同的电
网电压和频率。
4. 效率高
电压型逆变器的效率非常高，可以达到90%以上。
这种高效率可以减少能源的浪费，降低能源成本，同时也可以减少对环境的污染。
5. 控制精度高
电压型逆变器的控制精度非常高，可以实现微小的电压和频率调节。
这种高精度的控制可以满足各种精密电器设备的需求，同时也可以提高电器设备的运行效率和稳定性。
总之，电压型逆变器具有输出电压稳定性高、输出电流波形质量高、调节范围广、效率高、控制精度高等主要特点。
这种装置在工业、农业、医疗、通信等领域中得到了广泛的应用。
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电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。