逆变电路
逆变电路
基波的幅值Uo1m： U o1m
4U d 1.27U d
2 2U dLeabharlann 基波有效值Uo1： U o1
0.9U d
上述公式对半桥逆变电路同样适用，只是公式中的Ud要换成Ud/2
逆变电路的主要应用 处理各种直流电源：如把蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源变成交 流电源。 交流电机变频调速、不间断电源、感应加热电源等。
2
4.1 换流方式
4.1.1 逆变电路的基本工作原理
以单相桥式逆变电路为例说明：
P98
P98
S1~S4是桥式逆变电路的4个桥臂。 把直流电变成了交流电的原理： t1～t2期间：S1、S4闭合，S2、S3断开：负载电压uo为正(左正右负) t2～t3期间：S1、S4断开，S2、S3闭合：负载电压uo为负(左负右正) 改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。 电阻负载时，负载电流io和负载电压uo的波形相同，相位也相同。 阻感负载时，负载电流io相位滞后于负载电压uo的相位，两者波形也不同。
14
全桥逆变电路的移相调压方式
P102
前述对称交替驱动180°的全桥电路输出交流电压的有效值 只能通过改变直流电压Ud来实现。下面用移相方式调节输 出电压。将V4、V3的驱动信号相对于V1、V2前移，驱动 脉冲宽度仍为180°。 工作过程 ①t1时刻前：V1和V4导通， uo=+Ud ②t1时刻：关断V4，驱动V3。但V3不能立刻导通。因负载电感 中的电流io不能突变，二极管VD3导通与V1构成通道续流 (续流回路：RL-VD3-V1)，期间uo=0 ③t2时刻：使V1截止，驱动V2，但V2不能立刻导通。因负载电 流io尚未降到零，VD2导通续流， VD2与VD3构成通道续流 (续流回路：RL-VD3-电源-VD2)。期间uo=-Ud ④当负载电流io过零并开始反向时，VD2和VD3截止，V2和V3开 始导通，uo仍为-Ud ⑤t3时刻：关断V3，驱动 V4。但V4不能立刻导通，VD4导通续 流，uo再次为零。
电力电子技术基础课件：逆变电路
V2
VD1 VD2 VD1 VD2
逆变电路
4.2.1 单相电压型逆变电路
1）半桥逆变电路
t3-t4:t3时刻电流过零边负，V2导通，负载电 流反向增加，输出电压uo =-Ud/2；
t4-t5:t4时刻V2关断，给V1驱动信号，由于 阻感负载电流不能突变，此时电流通过VD1续流， 电流逐渐减小，输出电压uo =Ud/2；
通而变为零，则称为熄灭。
电力电子技术
第四章 逆变电路
4.2 单相逆变电路工作原理
4.2.1 单相电压型逆变电路 4.2.2 单相电流型逆变电路
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、由于直流电压源的钳位作用，输出电
压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不 Ud
单相电流型逆变电路
iT
i VT1,4
i VT2,3
Id 0
tγ
uo/io
t
0
t1
Id t2 t3 t4
t5
tφ
t6 t7
t
tδ tβ
电流型逆变电路波形图
逆变电路
单相电流型逆变电路
t2-t4阶段：t2时刻四个晶闸管全部导通，负 载电容电压经两个回路LT1、VT1 、VT3 、LT3 和 LT2、VT2 、VT4 、LT4 放电；t4时刻VT1、VT4的 电流减小到零关断，直流侧电流Id全部转移到 VT2和VT3支路，换流结束。 。
VD3 VD4
u G1
0
t
u G2
0
t
u G3
q
0
t
u G4
0
t
uo io
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路，广泛应用于电子设备、太阳能发电系统、电动车辆等领域。
逆变电路工作原理主要涉及电子器件的开关控制和电流变换过程。
一、逆变电路的基本原理逆变电路的基本原理是通过将直流电源的电压经过逆变器转换为交流电源，从而实现电能的转换和利用。
逆变电路一般由开关管、滤波电容、电感、负载等组成。
在逆变电路中，开关管起到关键作用。
当开关管导通时，直流电源的电流通过开关管，形成正半周的输出电压；当开关管截止时，直流电源的电流被切断，输出电压为零。
通过不断地开关和截止，逆变电路可以实现交流电的输出。
二、逆变电路的工作方式逆变电路一般有两种工作方式：单相逆变和三相逆变。
1. 单相逆变单相逆变电路是指将直流电源转换为单相交流电源的电路。
它主要包括单相半桥逆变电路和单相全桥逆变电路。
单相半桥逆变电路由两个开关管组成，一个开关管位于直流电源的正极，另一个开关管位于直流电源的负极。
当一个开关管导通时，另一个开关管截止，从而实现了正半周的输出电压；反之，当另一个开关管导通时，一个开关管截止，实现了负半周的输出电压。
单相全桥逆变电路由四个开关管组成，两个开关管位于直流电源的正极，另两个开关管位于直流电源的负极。
通过适时地开关和截止，可以实现正负半周的输出电压。
2. 三相逆变三相逆变电路是指将直流电源转换为三相交流电源的电路。
它主要包括三相半桥逆变电路和三相全桥逆变电路。
三相半桥逆变电路由六个开关管组成，每个开关管分别位于三相直流电源的正负极。
通过适时地开关和截止，可以实现三相正负半周的输出电压。
三相全桥逆变电路由六个开关管组成，每个开关管分别位于三相直流电源的正负极和中点。
通过适时地开关和截止，可以实现三相正负半周的输出电压。
三、逆变电路的控制方式逆变电路的控制方式主要有脉宽调制（PWM）和谐波消除（THD）两种。
1. 脉宽调制（PWM）脉宽调制是一种通过改变开关管导通和截止的时间比例来控制逆变电路输出电压的方式。
逆变电路工作原理ppt课件
04
设计与实现过程剖析
主电路设计思路
拓扑结构选择
根据应用需求和性能指标，选择合适 的逆变电路拓扑结构，如全桥、半桥 、推挽等。
元器件参数设计
磁性元件设计
针对逆变电路中的磁性元件，如变压 器、电感等，进行详细设计，包括磁 芯材料选择、匝数计算、气隙设置等 。
依据拓扑结构和性能指标，设计合适 的元器件参数，包括功率开关管、二 极管、电感、电容等。
控制策略优化
通过改进控制策略，如采用多电平技术、PWM 控制技术等，可进一步提高输出电压波形的质量 。
系统稳定性增强手段
稳定性分析方法
01
利用状态空间法、频域分析法等方法对逆变电路进行稳定性分
析，找出潜在的不稳定因素。
控制环路设计
02
通过合理设计控制环路，包括电流环、电压环等，确保系统在
不同负载和输入电压条件下均能保持稳定运行。
逆变电路工作原理ppt课件
演讲人： 日期：
目录
• 逆变电路基本概念与分类 • 逆变电路工作原理详解 • 关键器件与参数选择 • 设计与实现过程剖析 • 性能评估与优化措施 • 实验验证与结果分析 • 总结与展望
01逆变电路定义
将直流电能转换为交流电能的电 路。
作用
方波逆变电路将直流电转换为方 波交流电。它采用开关管（如晶 体管或MOSFET）进行高速切换 ，将直流电压逆变为方波电压输
出。
输出波形
方波逆变电路的输出波形为方波 ，具有陡峭的上升沿和下降沿。 方波电压的幅值和频率可以通过 控制开关管的切换速度和直流输
入电压来调节。
应用领域
方波逆变电路常用于一些对波形 要求不高的场合，如低功率照明
控制系统设计思路
《逆变电路教学》课件
通过控制半导体开关器件的通断，将直流输入转换为交流输出，实现 电能的逆向变换。
逆变电路的分类与特点
分类
按照输出交流的相数，可分为单 相逆变器和三相逆变器；按照逆 变电路的脉宽调制方式，可分为 方波逆变器和正弦波逆变器。
特点
高效节能、绿色环保、灵活方便 、可靠性高、维护成本低等。
逆变电路的应用场景
分布式电源
逆变电路在分布式电源系统中扮演着重 要的角色，将直流电源转换为交流电源 ，供给负载使用。
不间断电源
在计算机、通信、医疗等领域，不间断 电源需要提供稳定的交流电源，逆变电 路是不间断电源的核心组成部分。
电动汽车与充电桩
电动汽车在充电过程中，需要将直流电 能转换为交流电能供给充电桩，逆变电 路在此过程中发挥着关键作用。
实验平台的搭建与调试
实验平台的搭建
根据逆变电路的原理和要求，选择合 适的器件搭建实验平台，确保电路的 正确连接和稳定性。
实验平台的调试
对实验平台进行测试和调整，确保各 部分工作正常，为后续的实验和仿真 分析做好准备。
实验数据的采集与分析
使用合适的测量仪器和设备， 采集逆变电路的输入、输出电
压、电流等关键参数。
控制电路结构
脉冲宽度调制（PWM）
PWM是一种常见的逆变电路控制方法，通过调节半导体开关器件的开关时间来 控制输出电压和电流的大小。PWM控制方法具有简单、易于实现和调节精度高 等优点。
空间矢量调制（SVPWM）
SVPWM是一种基于PWM的控制方法，通过调节半导体开关器件的开关状态来 控制输出电压和电流的方向和大小。SVPWM控制方法具有更高的调节精度和更 好的输出波形质量。
03
人工智能与机器学习算法
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其工作原理基于电子器件的开关特性。
逆变电路广泛应用于各种电子设备中，如电力变换器、UPS电源、太阳能发电系统等。
一、基本原理逆变电路的基本原理是利用开关器件（如晶体管、功率MOSFET、IGBT等）将直流电源的电压进行周期性开关，通过控制开关时间和频率，可以实现直流电能向交流电能的转换。
逆变电路主要分为两种类型：单相逆变电路和三相逆变电路。
二、单相逆变电路单相逆变电路是指将直流电源转换为单相交流电源的电路。
其基本结构包括整流滤波器、逆变桥和输出滤波器。
整流滤波器用于将输入的交流电源转换为直流电源，逆变桥则控制开关器件的导通和关断，输出滤波器用于去除逆变过程中产生的高频噪声。
单相逆变电路的工作过程如下：1. 输入电源将交流电压输入整流滤波器，滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2. 逆变桥根据控制信号控制开关器件的导通和关断，将直流电源的电压进行周期性开关。
3. 开关器件导通时，直流电源的电压通过输出滤波器转换为交流电压。
4. 输出滤波器去除逆变过程中产生的高频噪声，得到稳定的交流输出电压。
三、三相逆变电路三相逆变电路是指将直流电源转换为三相交流电源的电路。
其基本结构包括整流滤波器、逆变桥和输出滤波器。
整流滤波器用于将输入的交流电源转换为直流电源，逆变桥则控制开关器件的导通和关断，输出滤波器用于去除逆变过程中产生的高频噪声。
三相逆变电路的工作过程如下：1. 输入电源将三相交流电压输入整流滤波器，滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2. 逆变桥根据控制信号控制开关器件的导通和关断，将直流电源的电压进行周期性开关。
3. 开关器件导通时，直流电源的电压通过输出滤波器转换为三相交流电压。
4. 输出滤波器去除逆变过程中产生的高频噪声，得到稳定的三相交流输出电压。
四、逆变电路的应用逆变电路广泛应用于各种电子设备中，如：1. 电力变换器：逆变电路可以将直流电能转换为交流电能，用于电力系统中的电能转换和传输。
电力电子技术-第4章逆变电路
ON
VD
14
VD
VD b)
VD
固定180°移相方波控制方式
思考2：在导电方式一下工作，如果要改变输出电 压的有效值（即幅值），应该采取什么样的方式？ ★只能靠改变输入直 流电压的大小来改变 输出电压的有效值。 能否不改变直流电 压，直接进行调制 呢？为此提出了导 电方式二：
移相导电方式。
课程回顾
uo S 4
图5-1 i 从电源负极流出，经 S S3流回正极，负载电 2、负载和 o t1时刻断开 St 、 S ，合上 S 、 S ， u 变负，但 u 1 1前： 4 S1、S4通， 2 3 o 和i o o 均为正 io不能立刻 电流从一条支路转移到另一条支路称为换流。 感能量向电源反馈， io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io 反向
负载提供能量。
VD V
2 2
• VD 1 或 VD 2 通时， i o 和 u o 反
a) uo Um O -Um io O t3 t4 t1 t 2 t5 t6 V1 V2 V1 V2 VD 1 VD 2 VD 1 VD 2 b)
向，负载电感中贮藏的能量
向直流侧反馈。
t
• 输出电压 uo 为矩形波，幅
• 全桥逆变电路
*导电方式一： V1,V4同时通断；
uo Um O
V2,V3同时通断；
V1,V4与V2,V3信号 互补，各导电180 ゜。
-Um
io O t3 t1 t 2 V 14 VD
14
t
t4 t5 t6 V 23
23
t
V2
23
ON
V 14
14
VD
VD b)
VD
思考：在导电方式一下工作，如果要改变输出电压
逆变电路概述
成负载换流; 4）强迫换流指的是设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向
电压以完成换流。
8/14
相关重点概念
3.3 死区效应及其补偿： 1）死区时间： 三相桥式逆变电路中，通常采用双极性 SPWM调制技术。任何固态的功率开关 管都存在着一定的导通和关断时间,为确 保同一桥臂上下开关管不致发生直通故 障，通常采用将理想的SPWM驱动信号 上升沿(或下降沿)延迟一段时间Td称为 死区时间。死区是为保证开关器件安全、可靠运行而采取的措施。
2
逆变电路的分类
3
逆变电路的换流和死区
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相关重点概念
3.1 换流： 换流（commutation）指电力电子电路中支路间电流的转移。也成为换
相。 3.2 逆变电路的换流方式: 1）器件换流指的是利用全控型器件自关断的能力进行换流，主要用于全
控型逆变电路; 2）电网换流指的是电网提供换流电压，只要在待换流器件上添加负的电
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逆变电路的基本概念
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逆变电路的分类
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逆变电路的换流和死区
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逆变电路基本概念
1.1 什么是逆变电路？ 逆变电路是指把直流电变为交流电的电路,它与整流电路相对应,有非 常重要的作用.它的基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电 路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
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逆变电路分类
2.4 按电流波形： 可分为正弦逆变电路和非正弦逆变电路.前者开关器件中的电流为正 弦波,其开关损耗较小,宜工作于较高频率.后者开关器件电流为非正弦 波,因其开关损耗较大,故工作频率较正弦逆变电路低。
什么是逆变电路它在电子电路中的作用是什么
什么是逆变电路它在电子电路中的作用是什么逆变电路是一种能将输入信号的电压或电流反向输出的电路。
在电子电路中，逆变电路通常用于将直流电源转换为交流电源，改变电源的频率、相位或波形形状，以满足特定应用的需求。
本文将介绍逆变电路的基本原理、分类以及在电子电路中的作用。
1. 逆变电路的基本原理逆变电路利用电子器件（如二极管、晶体管、场效应管等）的导通和截止特性，通过切换电路中的电流路径，将直流输入信号转换为交流输出信号。
其基本原理如下：- 在正半周期，当输入信号超过某一阈值电压或电流时，电子器件导通，允许电流通过，输出信号为正向的交流信号。
- 在负半周期，当输入信号低于阈值时，电子器件截止，禁止电流通过，输出信号为反向的交流信号。
2. 逆变电路的分类逆变电路可以根据输出信号的形式、频率和用途进行分类。
下面介绍几种常见的逆变电路：- 方波逆变电路：以二极管为主要元件，将直流输入信号转换为方波交流输出信号，常用于驱动电机、照明等。
- 正弦波逆变电路：以晶体管或MOSFET等为主要元件，将直流输入信号转换为正弦波交流输出信号，可用于家庭电器、太阳能发电等。
- 三相逆变电路：将三相交流电源转换为直流电源或单相交流电源，常用于工业电机控制、电力系统中。
3. 逆变电路在电子电路中的作用逆变电路在电子电路中具有重要的作用，主要表现在以下几个方面：- 电能转换：逆变电路可以将直流电源转换为交流电源，满足不同应用对电源类型的需求。
能够将用于家庭、工业等领域的直流电能转换为交流电能，以供各种电器设备使用。
- 电压调整：逆变电路可以通过调整输入电压的大小，实现对输出电压的调节。
在一些应用中，需要将电压转换为更高或更低的值，逆变电路可以满足这种需求。
- 频率变换：逆变电路可以将输入信号的频率转换为不同的输出频率。
例如，将低频直流信号转换为高频交流信号，以满足特定设备对频率的要求。
- 波形处理：逆变电路可以改变输入信号的波形形状，如从方波转换为正弦波等。
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电子电路。
它广泛应用于各种电子设备中，包括变频器、电力逆变器、UPS电源等。
本文将详细介绍逆变电路的工作原理及其基本构成。
一、逆变电路的工作原理逆变电路的工作原理基于电子器件的导通和截止。
在逆变电路中，主要使用的电子器件有晶体管、场效应管、双极性晶体管等。
逆变电路的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入直流电源：逆变电路的输入是直流电源，通常是通过整流电路将交流电源转换为直流电源。
直流电源的电压和电流大小决定了逆变电路的输出特性。
2. 控制信号：逆变电路需要一个控制信号来控制电子器件的导通和截止。
控制信号可以是脉冲信号、调制信号等。
控制信号的频率和幅度决定了逆变电路的输出频率和电压。
3. 电子器件导通：当控制信号到达一定的电压或电流水平时，电子器件将导通，使得输入直流电源的电能流经电子器件。
在导通状态下，电子器件将直流电能转换为交流电能。
4. 电子器件截止：当控制信号的电压或电流低于一定的水平时，电子器件将截止，不再导通。
在截止状态下，电子器件不再将直流电能转换为交流电能。
5. 输出交流电源：逆变电路的输出是交流电源，其频率和幅度由控制信号决定。
输出交流电源可以是单相交流电源或三相交流电源，具体取决于逆变电路的设计。
二、逆变电路的基本构成逆变电路的基本构成包括输入滤波电路、逆变电路和输出滤波电路。
1. 输入滤波电路：输入滤波电路用于平滑输入直流电源的波动，并减少输入电源的噪声。
输入滤波电路通常由电容器和电感器组成，能够滤除输入直流电源中的高频噪声。
2. 逆变电路：逆变电路是将直流电能转换为交流电能的核心部分。
逆变电路可以采用不同的拓扑结构，包括单相桥式逆变电路、三相桥式逆变电路等。
逆变电路中的电子器件根据控制信号的变化，实现导通和截止，从而将直流电能转换为交流电能。
3. 输出滤波电路：输出滤波电路用于平滑逆变电路的输出波形，并减少输出电源的谐波。
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7.3.1 电压型三相桥式逆变电路
2. 120°导电型 采用120°导电型时，每个开关元件导通角为 采用 °导电型时，每个开关元件导通角为120°， ° T1～T6依次以间隔 °导通。逆变桥中任何时候只有两 依次以间隔60°导通。 ～ 依次以间隔 管导通，工作安全可靠， 管导通，工作安全可靠，不会发生同一桥臂两元件直通现 可以证明，此时输出相电压波形为幅值为Ud/2，正 象。可以证明，此时输出相电压波形为幅值为 ， 负相间的120°方波，其合成线电压波形与图 负相间的 °方波，其合成线电压波形与图7.13(d)形状 形状 相同，不同的是其台阶分别为Ud/2和Ud。相电压和线电 相同，不同的是其台阶分别为 和 。 压有效值分别为 和 ，比180°导电型有效值低。 °导电型有效值低。 如果负载为电感性负载，其波形分析将十分复杂， 如果负载为电感性负载6 其波形分析将十分复杂，此处不 ， U/ 2 Ud / 作详细分析。 作详细分析。
图7.7 单相全桥逆变电路的移相调压方式
7.2.2 单相全桥逆变电路
2. 单相全桥电流型逆变电路 对于电流型逆变电路来说，往往是在直流侧串联一个大电感， 对于电流型逆变电路来说，往往是在直流侧串联一个大电感，使电流 波动减小，把直流电源近似看作恒流源。输出电流为恒值， 波动减小，把直流电源近似看作恒流源。输出电流为恒值，输出电压 取决于负载的性质。 取决于负载的性质。
图7.11 电压型三相桥式逆变电路原理图
7.3.1 电压型三相桥式逆变电路
1. 180导电型 所谓180°导电型，是指每个开关元件在每个周期连续导通 所谓 °导电型，是指每个开关元件在每个周期连续导通180°， ° 关断时间也是180°，同一相即同一半桥的上、下两个桥臂交替导电， 关断时间也是 ° 同一相即同一半桥的上、下两个桥臂交替导电， 即换相是在同一桥臂的上、下两个开关之间进行的， 即换相是在同一桥臂的上、下两个开关之间进行的，也称纵向换相或 纵向换流。 纵向换流。
图7.12 电压型三相桥式逆变电路
7.3.1 电压型三相桥式逆变电路
负载相电压有效值U 负载相电压有效值 UN为
U UN 1 2π 2 = ∫ 0 dω t = 0.471U d 2π
输出线电压有效值U 输出线电压有效值 UV为
U UV =
1 2π 2 ∫ 0 uUN dω t = 0.816U d 2π
第7章 逆变电路 章
7.1 7.2 7.3 7.4
无源逆变原理 单相逆变电路 三相逆变电路 逆变器的PWM控制技术
第7章 逆变电路 章
所谓逆变，就是与整流相反， 所谓逆变，就是与整流相反，把直流电转换成某一固定频 率或可变频率的交流电(DC/AC)的过程。 的过程。 率或可变频率的交流电 的过程 当把转换后的交流电直接回送电网， 当把转换后的交流电直接回送电网，即交流侧接入交流电 源时，称为有源逆变；而当把转换后的交流电直接供给负 源时，称为 ； 载时，则称为无源逆变。通常所讲的逆变电路，若不加说 载时，则称为 。通常所讲的逆变电路， 一般都是指无源逆变电路。 明，一般都是指无源逆变电路。本章介绍的逆变电路即为 无源逆变电路，它在电力电子电路中占有十分突出的位置。 无源逆变电路，它在电力电子电路中占有十分突出的位置。 本章要求掌握无源逆变电路的基本结构及其工作原理。 本章要求掌握无源逆变电路的基本结构及其工作原理。
图7.3 电流强迫换流原理图
7.1.1 器件换流方式
1. 电网换流(Line Commutation) 利用电网提供换流电压进行换流称为电网换流。 利用电网提供换流电压进行换流称为电网换流。 2. 负载换流(Load Commutation) 利用负载自身提供换流电压的换流方式称为负载换流。 利用负载自身提供换流电压的换流方式称为负载换流。 3. 强迫换流(Forced Commutation) 强迫换流是采用专门的换流电路， 强迫换流是采用专门的换流电路，给欲关断的晶闸管强制 施加反向电压或反向电流的换流方式。 施加反向电压或反向电流的换流方式。
图7.6 电压型单相全桥逆变电路原理图
7.2.2 单相全桥逆变电路
移相调压是通过调节输出电压脉冲的宽度来改变输出电压的大小。 移相调压是通过调节输出电压脉冲的宽度来改变输出电压的大小。其思想是 通过控制同一对桥臂上两个开关器件的栅极信号的相位， 通过控制同一对桥臂上两个开关器件的栅极信号的相位，使两个开关器件导 通与关断错开一定的时间(相位 使输出到负载上的电压宽度小于180°。 相位)， 通与关断错开一定的时间 相位 ，使输出到负载上的电压宽度小于 °
(a)交流调压不控整流方式 (b)可控整流调压方式 交流调压不控整流方式 可控整流调压方式 (c)斩波调压方式 (d)PWM方式 斩波调压方式 方式 图7.17 逆变器输出电压控制方式
7.4.1 PWM控制的基本原理 控制的基本原理
1. PWM的基本原理 在采样控制理论中的一个重要的结 论，就是当在一个惯性环节的输入 端施加面积相同但形状不同的脉冲 信号时，该环节的输出响应中， 信号时，该环节的输出响应中，低 频段特性非常接近，仅在高频段略 频段特性非常接近， 有差异。而且输入信号的脉冲越窄， 有差异。而且输入信号的脉冲越窄， 输出响应的差别越小。 输出响应的差别越小。 图7.18(b)所示的等幅脉冲列就称为 所示的等幅脉冲列就称为 脉冲宽度调制(PWM)波形，可以看 波形， 脉冲宽度调制 波形 出该波形中各个脉冲的幅值相等， 出该波形中各个脉冲的幅值相等， 而宽度是按正弦规律变化的， 而宽度是按正弦规律变化的，根据 面积等效原理， 面积等效原理，PWM波形和正弦 波形和正弦 半波是等效的。 半波是等效的。
图7.8 电流型逆变电路及其工作波形
7.2.2 单相全桥逆变电路
图7.9 并联谐振逆变电路及其工作波形
7.3 三相逆变电路
7.3.1 电压型三相桥式逆变电路 7.3.2 电流型三相桥式逆变电路
7.3.1 电压型三相桥式逆变电路
所示为电压型三相桥式逆变器的基本电路。 图7.11所示为电压型三相桥式逆变器的基本电路。 所示为电压型三相桥式逆变器的基本电路
根据负载的特性的不同， 根据负载的特性的不同，除要求 频率可控外， 频率可控外，还要求逆变器的输 出电压(电流 电流)、 出电压 电流 、功率能够根据需 要进行控制， 要进行控制，VVVF逆变器输出电 逆变器输出电 压控制原理如图7.17所示。 所示。 压控制原理如图 所示 PWM(Pulse Width Modulation) 控制技术， 控制技术，简言之就是脉冲宽度 调制技术。 调制技术。它是通过对输出电压 或输出电流的一系列脉冲的宽度 进行调制， 进行调制，来获得所需电压或电 流的大小和形状的一项技术。 流的大小和形状的一项技术。
图7.8 电流型逆变电路及其工作波形
7.2.2 单相全桥逆变电路
2. 单相全桥电流型逆变电路 是单相桥式电流型逆变电路原理图。 图7.8是单相桥式电流型逆变电路原理图。 是单相桥式电流型逆变电路原理图 当开关T1、 闭合 闭合， 、 断开时 直流电流由x流向 断开时， 流向y，负载电流io为正 为正； 当开关 、T4闭合，T2、T3断开时，直流电流由 流向 ，负载电流 为正； 闭合， 、 断开时 直流电流由y流向 断开时， 流向x， 为负 为负。 为宽度为 当T2、T3闭合，T1、T4断开时，直流电流由 流向 ，io为负。io为宽度为 、 闭合 180°的方波交流电流。当负载为电阻时，uo的波形与 相同；当负载为感 的波形与io相同 °的方波交流电流。当负载为电阻时， 的波形与 相同； 性时，在负载两端需要并联电容C， 性时，在负载两端需要并联电容 ，以便在换流时为感性负载电流提供流通 路径、吸收负载电感的储能，输出电压近似为正弦波。 路径、吸收负载电感的储能，输出电压近似为正弦波。
7.1 无源逆变原理
7.1.1 器件换流方式 7.1.2 逆变器的工作原理
7.1 无源逆变原理
(a)电压型 电压型
(b)电流型 电流型 图7.1 电压型和电流型逆变器原理图
7.1.1 器件换流方式
2) 电流强迫换流 强迫换流电路如图7.3所示 由电容和电感组成的关断振荡电路构成。 所示， 强迫换流电路如图 所示，由电容和电感组成的关断振荡电路构成。 4. 器件换流(Device Commutation) 利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。 利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。器件换流是换 流方式中最简单的一种。 流方式中最简单的一种。适用于各种由全控型器件构成的电力电子电 路。
图7.4 逆变原理及其波形
7.2 单相逆变电路
7.2.1 单相半桥逆变电路 7.2.2 单相全桥逆变电路
7.2.1 单相半桥逆变电路
单相半桥电压型逆变电路如图7.5(a)所示，它由一对桥臂和一个带有 所示， 单相半桥电压型逆变电路如图 所示 中点的直流电源构成， 中点的直流电源构成，负载接在两个桥臂的连接点与直流电源的中点 之间。 之间。
7.1.1 器件换流方式
1) 电压强迫换流 在强迫换流方式中， 在强迫换流方式中，由换流电 路中的电容直接给电力电子器 件提供换流电压的方式称电压 强迫换流。 强迫换流。
图7.2 电压强迫换流原理图
7.1.2 逆变器的工作原理
所示为单相桥式逆变电路的原理示意图。 闭合， 图7.4(a)所示为单相桥式逆变电路的原理示意图。当开关 、S4闭合， 所示为单相桥式逆变电路的原理示意图 当开关S1、 闭合 S2、S3断开时，负载电压 为正；当开关 、S4断开，S2、S3闭 断开时， 为正； 断开， 、 闭 、 断开时 负载电压uo为正 当开关S1、 断开 合时， 为负 如此交替进行下去， 为负， 合时，uo为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变 换的交流电， 的波形如图 的波形如图7.4(b)所示。输出交流电的频率与两组开 所示。 换的交流电，uo的波形如图 所示 关的切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电的逆变。 关的切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电的逆变。