第六章无源逆变电路-
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）。
06第4章 无源逆变电路概述PPT课件
id L
VT1 VT3 VT5
U
Ud
V
W
VT4 VT6 VT2
iU
iV T
0
t
1
iV
2
0
iW
t
3
0
t
4
5
6
t t t t t t
t1 t2 t4
t6
t3
t5
14
4.2.1 单相半桥型逆变电路
（4）其他问题
若采用晶闸管作为开关器
Ud 2
C
i0 R
V1
L
VD1
件，必需考虑强迫换流。
Ud
优缺点
Ud 2
C
u0
V2
VD2
优点为电路简单，功 率器件少。
uo io
Ud
缺点是输出电压低，
2
仅为直流电压的一半，
t
并且还需考虑电容分
压的均衡性。
电流源型：交─直─交变频器的直流环节串有大 电感，呈高阻恒流特性。
9
4.2 电压型逆变电路
4.2.1 单相半桥型逆变电路 4.2.2 单相全桥型逆变电路 4.2.3 三相电压型逆变电路 4.2.4 电压型逆变电路的特点
10
4.2.1 单相半桥型逆变电路
（1）分析假设
逆导型器件
以阻感负载为例。
13
4.2.1 单相半桥型逆变电路
（3）能量传递
当输出电压与输出电流方向
Ud 2
C
i0 R
V1
L
VD1
相同，直流电源向交流负载 Ud
提供能量。
Ud 2
C
u0
V2
VD2
当输出电压与输出电流方向
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
7/14
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
1/14
1
逆变电路的基本概念
2
逆变电路的分类
3
逆变电路的换流和死区
2/14
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。
5/14
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。
MOSFET单相全桥无源逆变电路
电力电子技术课程设计说明书MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：王翠职称副教授专业：自动化班级：自本1004班完成时间：2013-5-24本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及MOSFET 的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用MOSFET作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为频率为1KHZ的方波电压，并将它加到纯电阻负载两端。
本次课程设计的原理图仿真是基于MATLZB的SIMULINK，由于MATLAB软件中电源等器件均为理想器件，使得仿真电路相对较为简便，不影响结果输出。
设计主要是对电阻负载输出电流、电压与器件MOSFET输出电压的波形仿真。
关键词：单相；全桥；无源；逆变；MOSFET;1 MOSFET的介绍及工作原理 (4)2 电压型无源逆变电路的特点及主要类型 (5)2.1电压型与电流型的区别 (5)2.2逆变电路的分类 (5)2.3有源与无源的区别 (5)3 电压型无源逆变电路原理分析 (6)4 主电路设计及参数选择 (7)4.1主电路仿真图 (7)4.2参数计算 (7)4.3参数设置 (8)5 仿真电路结果与分析 (11)5.1触发电平的波形图 (11)5.2电阻负载输出波形图 (12)5.3器件MOSFET的输出波形图 (12)5.4仿真波形分析 (14)6 总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 MOSFET的介绍及工作原理MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor 场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS 型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。
智慧树知到 《电力电子技术》章节测试答案
智慧树知到《电力电子技术》章节测试答案第一章单元测试1、电力电子技术中，电力变换电路包含（）变换。
A:AC/DCB:DC/DCC:DC/ACD:AC/AC正确答案：AC/DC,DC/DC,DC/AC,AC/AC2、（）年，电子管出现，从而开创了电子技术之先河。
A:1904B:1914C:1905D:1915正确答案：19043、1957年，美国通用电气公司研制出第一个( )，因电气性能和控制性能优越，其应用范围迅速扩大。
A:晶闸管B:GTOC:GTRD:IGBT正确答案：晶闸管4、一般认为，电力电子学的诞生是以( )的发明为标志。
A:IGBTB:晶闸管C:GTRD:GTO正确答案：晶闸管5、电力电子技术的发展趋势( )A:向容量更大和更小的两个方向发展B:向集成化方向发展C:向智能化方向发展正确答案：向容量更大和更小的两个方向发展,向集成化方向发展,向智能化方向发展6、电力电子器件按照驱动信号分类，可分为（）A:电流驱动型B:电压驱动型C:混合型正确答案：电流驱动型,电压驱动型7、电力电子器件按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为( )。
A:单极型器件B:双极型器件C:复合型器件正确答案：单极型器件,双极型器件,复合型器件8、电力电子器件按照其控制器通断的能力分为（）器件。
A:半控型B:全控型C:不控型正确答案：半控型,全控型,不控型9、电力电子器件组成的系统，一般由（）组成。
A:控制电路B:驱动电路C:电力电子器件D:保护电路正确答案：控制电路,驱动电路,电力电子器件,保护电路第二章单元测试1、晶闸管稳定导通的条件（）A:晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流B:晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流C:晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流D:晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流正确答案：晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流2、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A:减小至维持电流以下B:减小至擎住电流以下C:减小至门极触发电流以下D:减小至5A以下正确答案：减小至维持电流以下3、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）A:du/dt抑制电路B:抗饱和电路C:di/dt抑制电路D:吸收电路正确答案：抗饱和电路4、IGBT是一个复合型的器件，它是（）A:GTR驱动的MOSFETB:MOSFET驱动的GTRC:MOSFET驱动的晶闸管D:MOSFET驱动的GTO正确答案：MOSFET驱动的GTR5、晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。
电力电子技术复习题四到九章知识点
第四章课后题：1、无源逆变和有源逆变电路有什么不同？答：与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有缘逆变。
当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
2、换流方式有哪几种？各有什么特点？答：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。
电网换流:由电网提供换流电压称为电网换流。
负载换流:由负载提供换流电压称为负载换流。
凡是负载电流的相位超前于负载电压的场合,都可以实现负载换流.当负载为电容性负载时,就可实现负载换流。
3、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？电压型逆变电路：直流侧是电压源或直流侧并联一个大电容。
特点: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：直流侧是电流源或直流侧串联一个大电感。
特点：①直流侧串联大电感，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当交流侧为阻抗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方向，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。
4、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？答：1）在电压型逆变电路中，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，当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计引言：无源逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电力电子装置。
在工业和家庭中，无源逆变器被广泛应用于交流电源的供应，如电机驱动、照明系统和电力供应等。
本文将介绍IGBT单相电压型半桥无源逆变电路的设计原理和方法。
一、无源逆变器原理：无源逆变器的基本原理是通过DC电源，经过电容滤波以及交流输出变压器等，将直流电源转换为交流电源。
在半桥无源逆变器中，瞬时电流流经其两个输出电容之一，从而实现交流输出。
二、电路设计：1.IGBT选择：由于半桥无源逆变器所需承受较高的电压和电流，因此需要选择耐压能力强的IGBT。
根据要求，选择耐压大于输入电压和输出电压的IGBT装置。
2.控制电路设计：半桥无源逆变器需要一个合适的控制电路来控制IGBT的开关状态。
一种常见的控制方法是采用PWM（脉冲宽度调制）技术。
PWM技术可通过控制转换器的开关时间，来实现输出电压的调节。
3.输出滤波电路设计：在半桥无源逆变器中，输出的交流电压通常需要通过滤波电路进行过滤，以消除输出中的谐波和噪音。
滤波电路通常由电感和电容组成，可根据需求选择适当的参数。
4.保护电路设计：为了确保无源逆变器的安全运行，需要设计相应的保护电路。
保护电路可以包括过压保护、过流保护、温度保护等功能，以防止电路过载、过热等情况发生。
三、实际应用：1.交流电机驱动：无源逆变器常用于交流电机驱动中，通过将直流电源逆变成交流电源，实现电机的控制和调速。
逆变器可以根据需要变换频率和电压，以满足不同负载的要求。
2.照明系统：无源逆变器也可以应用于照明系统中，通过逆变电路将直流电源转换成交流电源，供给照明设备。
逆变器可以实现对照明的调亮调暗和调色调温等功能，提高照明系统的灵活性。
3.电力供应：无源逆变器可以将直流电源转换为交流电源，用于电力供应。
逆变器可以应用于太阳能和风能等可再生能源系统中，将直流电源转换为交流电源，供给家庭和工业用电等。