逆变电路的基本工作原理

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逆变电路的基本工作原理

逆变电路的基本工作原理

第5章逆变电路主要容:换流方式,电压型逆变电路,电流型逆变电路,多重逆变电路和多电平逆变电路。

重点:换流方式,电压型逆变电路。

难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。

基本要求:掌握换流方式,掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路和多电平逆变电路。

逆变概念:逆变——直流电变成交流电,与整流相对应。

本章无源逆变逆变电路的应用:蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,需要逆变电路。

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。

本章仅讲述逆变电路基本容,第6章PWM控制技术和第8章组合变流电路中,有关逆变电路的容会进一步展开1换流方式(1)逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例:S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。

S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo 为正S1;S1、S4断开,S2、S3闭合时,uo为负,把直流电变成了交流电。

改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率。

图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时,负载电流io 和uo的波形相同,相位也相同。

阻感负载时,io滞后于uo,波形也不同(图5-1b)。

t 1前:S1、S4通,uo和io均为正。

t 1时刻断开S1、S4,合上S2、S3,uo变负,但io不能立刻反向。

i o 从电源负极流出,经S2、负载和S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,io逐渐减小,t2时刻降为零,之后io才反向并增大(2)换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程,也称换相。

开通:适当的门极驱动信号就可使其开通。

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。

本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流(Device Commutation)。

逆变电路的基本工作原理

逆变电路的基本工作原理

逆变电路的基本工作原理逆变电路是一种将直流电源转化为交流电源的电路,它在许多领域中都有广泛的应用,如电力电子设备、电动汽车、电子镇流器等。

本文将介绍逆变电路的基本工作原理,主要包含以下五个方面的内容。

1.直流电源供应逆变电路的工作需要一个直流电源作为输入。

这个直流电源可以是一个电池、一个直流发电机或者一个DC-DC转换器等。

为了保证足够的直流电压和稳定的电流供应,电源供应系统需要进行必要的调整和保护。

例如,在电池供电的情况下,可以通过串联或并联电池来达到所需电压和电流,同时还需要考虑电池组的均衡充电问题,以防止电池过充或欠充。

2.逆变器工作逆变器是逆变电路的核心组成部分,它可以将直流电源转化为交流电源。

逆变器通常由一组开关(如晶体管、MOSFET等)和一组磁性元件(如电感、变压器等)组成。

通过控制开关的通断,逆变器可以在不同的时间段内改变磁性元件中的电流方向,从而产生正弦波形的交流电压。

在逆变器工作时,需要保证开关和磁性元件的选择和设计合理,以实现高效率、低损耗和高可靠性的目标。

另外,逆变器还需要进行正确的调试和保护,以防止出现过压、过流等异常情况。

3.切换频率控制逆变器的开关需要按照一定的频率进行通断切换,以产生所需的交流电压波形。

切换频率越高,输出波形的谐波含量越少,但同时也增加了开关的损耗和散热需求。

因此,需要根据实际应用需求选择合适的切换频率。

在实际应用中,可以通过硬件电路或者微处理器来控制开关的切换速度。

为了保证输出的交流电压波形质量,还需要对开关的切换速度进行精密控制,以及设置最佳的工作点。

4.输出滤波逆变器输出的交流电压波形通常包含许多谐波成分,这会影响用电设备的工作性能。

为了消除这些谐波成分,需要通过滤波电路对输出电压进行滤波处理。

常用的滤波电路包括LC滤波器、π型滤波器和多级滤波器等。

这些滤波器可以将谐波成分滤除,从而得到较为平滑的交流电压波形。

滤波器的设计需要考虑其阻抗、频率响应和动态响应等因素,以确保滤波效果达到最佳。

逆变工作原理逆变教学课件PPT

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Vd
Vd 0 2
(cosa
cos )
若逆变器电压公式用γ角来表示,则:
Vd
Vd 0
cosa
Vd
Vd 0(c osa
2
cos)
Ud0(cos(p b ) cos(p ))
2
1( 2
U
d
0
cosb
Ud0
cos)
1 2
(U d
Rc Id
Ud0
cos
)
2024/8/4
Ud Ud0 cos RcId (Ud0 cos RcId )
2024/8/4
9
a = 30°
逆 变
ud
uab uac u bc uba uca ucb uab uac
器 的
O
wt


a = 150°
过 程
ud
uab uac u bc uba uca ucb uab uac
O
wt
2024/8/4
10
不同逆变角时的输出电压波形及晶闸管两端电压波形
u
u
u
u
2
a
2
90 2
17
三、逆变整器流交器直与流逆数变量器关的系转表折达点式
1.若不考虑换相重叠现象,则
Ud Ud 0 cosa a转折点为90
2.若考虑换相重叠现象,则
Ud Ud 0 cosa Ud
Ud
0
cosa
Ud 2
0
(cosa
cos
)
Ud 0 (cosa cos )
2
可见,从整流器转向逆变的转折点所对应的触发角有下式确定
一、无源逆 变
1. 工作原理

逆变器工作原理

逆变器工作原理

逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子设备。

它在许多领域中广泛应用,如太阳能发电系统、风力发电系统、电动车充电系统等。

逆变器的工作原理非常关键,下面将详细介绍逆变器的工作原理及其相关原理。

1. 逆变器的基本原理逆变器的基本原理是通过控制开关管的导通和断开,将直流电转换为交流电。

逆变器主要由输入端、输出端、控制电路和功率电路组成。

输入端接收直流电源,输出端输出交流电。

控制电路负责控制功率电路中的开关管的导通和断开,从而实现电流的正向和反向流动。

2. 逆变器的工作过程逆变器的工作过程可以分为两个阶段:直流到直流(DC-DC)转换和直流到交流(DC-AC)转换。

2.1 直流到直流(DC-DC)转换在这个阶段,逆变器将输入的直流电源进行调整和转换,以便适应后续的直流到交流转换。

这个阶段主要包括三个步骤:输入滤波、变压和输出滤波。

2.1.1 输入滤波逆变器的输入端通常会接收到来自太阳能电池板、风力发电机等直流电源。

直流电源的输出通常存在一些脉动和噪声。

因此,逆变器需要通过输入滤波电路对直流电源进行滤波,以去除这些干扰信号,保证后续电路的正常工作。

2.1.2 变压在输入滤波之后,逆变器会将直流电源的电压进行变压。

变压的目的是将直流电源的电压调整到逆变器工作所需的电压范围,通常是直流电源电压的倍数。

2.1.3 输出滤波经过变压之后,逆变器会对输出电压进行滤波处理,以去除可能存在的高频噪声和脉动。

输出滤波电路通常由电感和电容组成,能够平滑输出电压,提供稳定的直流电源。

2.2 直流到交流(DC-AC)转换在直流到直流转换之后,逆变器将直流电源转换为交流电。

这个阶段主要包括两个步骤:逆变和输出滤波。

2.2.1 逆变逆变是逆变器的核心过程,它通过控制开关管的导通和断开,将直流电源转换为交流电。

逆变器通常采用全桥逆变电路,由四个开关管组成。

通过控制开关管的导通和断开,可以实现交流电的正向和反向流动,从而产生所需的交流电信号。

逆变器工作原理

逆变器工作原理

逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换成交流电的电力转换装置。

它在可再生能源系统、电池储能系统、电动汽车和UPS等领域中得到广泛应用。

逆变器的工作原理是通过使用电子器件将直流电源转换为交流电源。

一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是利用电子器件(如晶体管、IGBT等)将直流电源转换为交流电源。

逆变器的输入端连接直流电源,输出端连接负载。

逆变器通过控制电子器件的开关状态,将直流电源转换为交流电源,输出给负载。

逆变器的工作过程可以分为两个阶段:开关器件的导通和开关器件的断开。

二、逆变器的工作过程1. 开关器件的导通阶段:在这个阶段,逆变器的输入端直流电源通过控制电路,使得开关器件导通。

导通的开关器件会将直流电源的电能传输到输出端,形成正半周的交流电信号。

在这个过程中,开关器件的导通时间和导通频率决定了输出交流电的频率和幅值。

2. 开关器件的断开阶段:在这个阶段,逆变器的输入端直流电源通过控制电路,使得开关器件断开。

断开的开关器件会阻断直流电源的电能传输,输出端的电压降为0。

在这个过程中,开关器件的断开时间和断开频率决定了输出交流电的频率和幅值。

三、逆变器的控制方式逆变器的控制方式有两种:脉宽调制(PWM)和谐波消除调制(HCC)。

1. 脉宽调制(PWM):脉宽调制是逆变器常用的控制方式。

它通过改变开关器件导通和断开的时间比例,来控制输出交流电的频率和幅值。

脉宽调制可以使得逆变器的输出电压具有较高的质量和稳定性。

2. 谐波消除调制(HCC):谐波消除调制是一种高级的控制方式,它可以有效地消除逆变器输出电压中的谐波成份。

谐波消除调制通过改变开关器件的导通和断开时间,使得输出电压的谐波成份尽可能接近于0。

这样可以提高逆变器的功率质量,减少对负载的干扰。

四、逆变器的应用逆变器在可再生能源系统中的应用越来越广泛。

例如,太阳能光伏发电系统中的逆变器可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,供给家庭和工业用电。

单相逆变电路工作原理

单相逆变电路工作原理

单相逆变电路工作原理单相逆变电路是一种可以将直流电转换为交流电的电路。

其工作原理主要是通过控制开关器件的通断状态,使得直流输入得以转换为交流输出。

下面将详细介绍单相逆变电路的工作原理。

一、单相逆变电路的基本结构单相逆变电路通常由整流桥、滤波电路和逆变桥组成。

整流桥用于将交流输入转换为直流输出,然后经过滤波电路进行滤波处理,最终输入到逆变桥中进行逆变处理,将直流电转换为交流电输出。

逆变桥由交叉连接的晶闸管或MOSFET器件组成,通过控制这些开关器件的通断状态,可以实现交流输出的频率和幅值调节,从而实现对输出电压的控制。

二、单相逆变电路的工作原理1. 整流桥工作原理当交流电源输入时,整流桥中的晶闸管或二极管将正负半周的交流电转换为相同方向的直流电。

在正半周时,D1和D2导通,而D3和D4截止;在负半周时,D3和D4导通,而D1和D2截止。

这样就可以得到一个相对稳定的直流电输出。

2. 滤波电路工作原理滤波电路主要由电容器和电感器构成,其作用是将整流输出中的脉动电流进行平滑处理,以得到更稳定的直流电输出。

电容器可以对电流进行储存和释放,从而减小输出波动;电感器则可以对电流进行滞后作用,进一步平滑输出。

3. 逆变桥工作原理逆变桥由晶闸管或MOSFET器件构成,这些开关器件可以通过控制电压信号的施加来实现其通断状态的控制。

通过逆变桥可以实现对输出电压幅值和频率的调节,进而得到不同频率和幅值的交流电输出。

当逆变桥中的晶闸管或MOSFET导通时,相应的输出端就会出现相反的电压,从而实现了电流的反向流动,进而实现了直流到交流的转换。

三、单相逆变电路的应用单相逆变电路广泛应用于各种场合,如UPS电源、太阳能逆变器、变频空调等。

UPS电源主要用于对电力电子的变流和逆变功能,以实现电网与电池之间的双向转换,确保电力系统的稳定可靠;太阳能逆变器则主要用于将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,从而供给家庭或工业用电;而变频空调则利用逆变技术实现对电机速度的调节,从而实现对空调压缩机的能耗控制。

单相逆变电路工作原理

单相逆变电路工作原理

单相逆变电路工作原理单相逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路,它在很多电力系统中都有着重要的应用。

逆变电路的工作原理可以分为三个阶段:整流阶段、中间储能阶段和逆变阶段。

以下是关于单相逆变电路的详细工作原理。

一、整流阶段在单相逆变电路中,首先需要将输入的交流电转换为直流电,这个过程就是整流阶段。

通常情况下,整流阶段采用整流桥来实现。

整流桥是由四个二极管组成的桥形电路,可以将输入的交流电转换为单向的脉动直流电。

这个过程中,二极管起到了将交流电信号进行半波或全波整流的作用。

在整流阶段,需要确保输出的电压稳定和平滑。

因此通常会使用大电容进行滤波,以消除整流产生的脉动电压,使得直流电平稳输出。

二、中间储能阶段整流后的直流电会进入中间储能阶段,这个阶段通常采用电容和电感进行储能。

电容主要用于平滑直流电压,而电感则用于降低电流的脉动。

通过电容和电感的协同作用,可以实现对直流电的稳定储存和平滑输出。

在中间储能阶段,需要注意电容和电感的选取以及匹配,以确保良好的储能效果和稳定的输出。

三、逆变阶段经过整流和中间储能后的直流电将会输入到逆变器中,逆变器是将直流电转换为交流电的关键部件。

逆变器通常采用晶体管或晶闸管等器件来实现,通过控制这些器件的导通和关断来实现对直流电的逆变。

在逆变过程中,需要根据实际需要来确定输出的交流电参数,包括电压、频率、波形等。

通过合理设计和控制,可以实现满足不同应用需求的交流电输出。

在工作中,单相逆变电路还需要注意保护和控制等方面的问题,以确保电路的安全运行和稳定输出。

总结:单相逆变电路通过整流、中间储能和逆变三个阶段,实现了将直流电转换为交流电的功能。

在实际应用中,需要综合考虑各个阶段的设计和控制,以实现稳定的逆变输出。

单相逆变电路在家庭电器、太阳能发电等领域都有着广泛的应用,对于理解和掌握其工作原理具有重要意义。

单相半桥电压型逆变电路的工作原理

单相半桥电压型逆变电路的工作原理

单相半桥电压型逆变电路的工作原理
单相半桥电压型逆变电路是一种常见的逆变电路拓扑结构,常用于单相交流电源到直流电源的转换,适用于小功率应用。

以下是单相半桥电压型逆变电路的基本工作原理:
1.电源输入:单相半桥逆变电路通常接收单相交流电源作为输入。

这可以是来自电网的交流电,例如家用电源。

2.整流桥:输入的交流电源首先经过整流桥,将交流电转换为直
流电。

整流桥可以采用二极管桥或可控硅桥等。

3.滤波电容:为了减小直流电的脉动,逆变电路的输出端连接一
个滤波电容,用于平滑直流电压。

4.半桥逆变器:接下来是半桥逆变器部分,由两个功率开关(通
常是可控硅或晶闸管)组成。

这两个功率开关分别连接到正负
直流电压源和负载。

5.PWM控制:半桥逆变器通过PWM(脉宽调制)控制方式来
实现输出波形的控制。

通过调整开关的导通时间,可以控制输
出波形的幅值。

6.输出变压器:在半桥逆变器的输出端连接一个输出变压器,用
于改变输出电压的大小,以适应负载的需要。

7.输出负载:最终,经过输出变压器调整后的交流电源输出到负
载,可以是各种电器设备或电动机。

总体而言,半桥电压型逆变电路通过控制功率开关的导通时间,实现对输出交流电压幅值的调节,从而满足负载的电源需求。

这种逆变
电路通常用于小功率、单相电源的应用,例如家用电器、电子设备等。

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第5章逆变电路主要容:换流方式,电压型逆变电路,电流型逆变电路,多重逆变电路和多电平逆变电路。

重点:换流方式,电压型逆变电路。

难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。

基本要求:掌握换流方式,掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路和多电平逆变电路。

逆变概念:逆变——直流电变成交流电,与整流相对应。

本章无源逆变逆变电路的应用:蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,需要逆变电路。

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。

本章仅讲述逆变电路基本容,第6章PWM控制技术和第8章组合变流电路中,有关逆变电路的容会进一步展开1换流方式(1)逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例:S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。

S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo 为正S1;S1、S4断开,S2、S3闭合时,uo为负,把直流电变成了交流电。

改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率。

图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时,负载电流io 和uo的波形相同,相位也相同。

阻感负载时,io滞后于uo,波形也不同(图5-1b)。

t 1前:S1、S4通,uo和io均为正。

t 1时刻断开S1、S4,合上S2、S3,uo变负,但io不能立刻反向。

i o 从电源负极流出,经S2、负载和S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,io逐渐减小,t2时刻降为零,之后io才反向并增大(2)换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程,也称换相。

开通:适当的门极驱动信号就可使其开通。

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。

本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流(Device Commutation)。

2、电网换流由电网提供换流电压称为电网换流(Line Commutation)。

可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路,不需器件具有门极可关断能力,也不需要为换流附加元件。

3、负载换流由负载提供换流电压称为负载换流(Load Commutation)。

负载电流相位超前于负载电压的场合,都可实现负载换流。

负载为电容性负载时,负载为同步电动机时,可实现负载换流。

图5-2 负载换流电路及其工作波形基本的负载换流逆变电路:采用晶闸管,负载:电阻电感串联后再和电容并联,工作在接近并联谐振状态而略呈容性。

电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入,直流侧串入大电感Ld , id基本没有脉动。

工作过程:4个臂的切换仅使电流路径改变,负载电流基本呈矩形波。

负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态,对基波阻抗很大,对谐波阻抗很小,uo波形接近正弦。

t 1前:VT1、VT4通,VT2、VT3断,uo、io均为正,VT2、VT3电压即为uot 1时:触发VT2、VT3使其开通,uo加到VT4、VT1上使其承受反压而关断,电流从VT1、VT4换到VT3、VT2。

t1必须在uo过零前并留有足够裕量,才能使换流顺利完成。

4、强迫换流设置附加的换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流(Forced Commutation)。

通常利用附加电容上储存的能量来实现,也称为电容换流。

直接耦合式强迫换流——由换流电路电容提供换流电压。

VT通态时,先给电容C充电。

合上S就可使晶闸管被施加反压而关断。

图5-3 直接耦合式强迫换流原理图电感耦合式强迫换流——通过换流电路电容和电感耦合提供换流电压或换流电流。

两种电感耦合式强迫换流:图5-4a中晶闸管在LC振荡第一个半周期关断。

图5-4b中晶闸管在LC振荡第二个半周期关断。

图5-4 电感耦合式强迫换流原理图给晶闸管加上反向电压而使其关断的换流也叫电压换流(图5-3)。

先使晶闸管电流减为零,然后通过反并联二极管使其加反压的换流叫电流换流(图5-4)。

器件换流——适用于全控型器件。

其余三种方式——针对晶闸管。

器件换流和强迫换流——属于自换流。

电网换流和负载换流——属于外部换流。

当电流不是从一个支路向另一个支路转移,而是在支路部终止流通而变为零,则称为熄灭。

2电压型逆变电路逆变电路按其直流电源性质不同分为两种:电压型逆变电路或电压源型逆变电路,电流型逆变电路或电流源型逆变电路。

图5-1电路的具体实现。

图5-5 电压型逆变电路举例(全桥逆变电路)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(3) 阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管(1)单相电压型逆变电路1、半桥逆变电路电路结构:见图5-6。

工作原理:V 1和V2栅极信号各半周正偏、半周反偏,互补。

uo为矩形波,幅值为Um=Ud/2,io波形随负载而异,感性负载时,图5-6b,V1或V2通时,io和uo同方向,直流侧向负载提供能量,VD1或VD2通时,io和uo反向,电感中贮能向直流侧反馈,VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续,又称续流二极管。

图5-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形优点:简单,使用器件少缺点:交流电压幅值Ud /2,直流侧需两电容器串联,要控制两者电压均衡,用于几kW以下的小功率逆变电源。

单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。

2、全桥逆变电路电路结构及工作情况:图5-5,两个半桥电路的组合。

1和4一对,2和3另一对,成对桥臂同时导通,交替各导通180°。

uo 波形同图5-6b。

半桥电路的uo,幅值高出一倍Um=Ud。

io波形和图5-6b中的io相同,幅值增加一倍,单相逆变电路中应用最多的。

输出电压定量分析uo成傅里叶级数 (5-1) 基波幅值 (5-2) 基波有效值 (5-3)u o 为正负各180º时,要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现。

移相调压方式(图5-7)。

可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,称为移相调压。

各栅极信号为180º正偏,180º反偏,且V1和V2互补,V3和V4互补关系不变。

V3的基极信号只比V1落后q ( 0<q <180º),V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180º-q,uo成为正负各为q 的脉冲,改变q 即可调节输出电压有效值。

图5-7 单相全桥逆变电路的移相调压方式3、带中心抽头变压器的逆变电路交替驱动两个IGBT,经变压器耦合给负载加上矩形波交流电压。

两个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道,Ud 和负载相同,变压器匝比为1:1:1时,uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。

图5-8 带中心抽头变压器的逆变电路与全桥电路的比较,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。

(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可看成由三个半桥逆变电路组成。

180°导电方式:每桥臂导电180º,同一相上下两臂交替导电,各相开始导电的角度差120º,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。

图5-9 三相电压型桥式逆变电路波形分析:图5-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形负载各相到电源中点N´的电压:U相,1通,uUN´=Ud/2,4通,uUN´=-Ud/2。

负载线电压 (5-4)负载相电压 (5-5) 负载中点和电源中点间电压(5-6)负载三相对称时有uUN +uVN+uWN=0,于是 (5-7)利用式(5-5)和(5-7)可绘出uUN 、uVN、uWN波形。

负载已知时,可由uUN波形求出iU波形,一相上下两桥臂间的换流过程和半桥电路相似,桥臂1、3、5的电流相加可得直流侧电流id 的波形,id每60°脉动一次,直流电压基本无脉动,因此逆变器从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的,电压型逆变电路的一个特点。

定量分析:a、输出线电压uUV展开成傅里叶级数(5-8) 式中,,k为自然数输出线电压有效值 (5-9) 基波幅值 (5-10) 基波有效值 (5-11)b、负载相电压uUN展开成傅里叶级数得:(5-12) 式中,,k为自然数负载相电压有效值 (5-13) 基波幅值 (5-14)基波有效值 (5-15) 防止同一相上下两桥臂开关器件直通,采取“先断后通”的方法。

3 电流型逆变电路直流电源为电流源的逆变电路——电流型逆变电路。

一般在直流侧串联大电感,电流脉动很小,可近似看成直流电流源。

实例之一:图5-11电流型三相桥式逆变电路。

交流侧电容用于吸收换流时负载电感中存贮的能量。

图5-11 电流型三相桥式逆变电路电流型逆变电路主要特点:(1) 直流侧串大电感,相当于电流源。

(2) 交流输出电流为矩形波,输出电压波形和相位因负载不同而不同。

(3) 直流侧电感起缓冲无功能量的作用,不必给开关器件反并联二极管。

电流型逆变电路中,采用半控型器件的电路仍应用较多。

换流方式有负载换流、强迫换流。

(1)单相电流型逆变电路图5-12 单相桥式电流型(并联谐振式)逆变电路4桥臂,每桥臂晶闸管各串一个电抗器LT限制晶闸管开通时的di/dt。

1、4和2、3以1000~2500Hz的中频轮流导通,可得到中频交流电。

采用负载换相方式,要求负载电流超前于电压。

负载一般是电磁感应线圈,加热线圈的钢料,RL串联为其等效电路。

因功率因数很低,故并联C。

C和L、R构成并联谐振电路,故此电路称为并联谐振式逆变电路。

输出电流波形接近矩形波,含基波和各奇次谐波,且谐波幅值远小于基波。

因基波频率接近负载电路谐振频率,故负载对基波呈高阻抗,对谐波呈低阻抗,谐波在负载上产生的压降很小,因此负载电压波形接近正弦波。

工作波形分析:一周期,两个稳定导通阶段和两个换流阶段。

t 1-t2:VT1和VT4稳定导通阶段,io=Id,t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。

t 2-t4:t2时触发VT2和VT3开通,进入换流阶段。

LT使VT1、VT4不能立刻关断,电流有一个减小过程。

VT2、VT3电流有一个增大过程。

4个晶闸管全部导通,负载电压经两个并联的放电回路同时放电。

t2时刻后,LT1、VT1、VT3、LT3到C;另一个经LT2、VT2、VT4、LT4到C。

t=t4时,VT1、VT4电流减至零而关断,换流阶段结束。

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