自换流逆变电路逆变器优质PPT.ppt

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振换流逆变器。

电压型逆变器电压型逆变器VSI电流型逆变器电流型逆变器CSI44.1.14.1.14.1.14.1.1逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型（续续续续1）1）1）1）电压型逆变电路电压型逆变电路:

特点：

CC存在。

存在。

CC的作用：

滤波和吸收无功功率的作用：

滤波和吸收无功功率适合于感性负载适合于感性负载电流型逆变电路：

电流型逆变电路：

LL存在。

LL的作用：

滤波和吸收无功功率适合于容性负载适合于容性负载电压型逆变器电压型逆变器VSI电流型逆变器电流型逆变器CSI54.1.14.1.14.1.14.1.1逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型（续续续续2）2）2）2）单相半桥单相半桥单相全桥单相全桥64.1.14.1.14.1.14.1.1逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型（续续续续3）3）3）3）74.1.14.1.14.1.14.1.1逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型逆变器的类型（续续续续4）4）4）4）电压型三相桥式逆变电路电压型三相桥式逆变电路8总总THD系数表征了实际系数表征了实际波形同其基波分量差异波形同其基波分量差异的程度。

输出为理想方的程度。

输出为理想方波时，波时，THD为零。

为零。

4.1.24.1.24.1.24.1.2逆变器逆变器逆变器逆变器输出波形性能指标输出波形性能指标输出波形性能指标输出波形性能指标9逆变电路输出的逆变电路输出的nn次谐波有效值次谐波有效值VVnn经经LCLC滤波后在负载上的滤波后在负载上的nn次谐波次谐波电压电压VVLnLn为为:

4.1.24.1.24.1.24.1.2逆变器逆变器逆变器逆变器输出波形性能指标（续输出波形性能指标（续输出波形性能指标（续输出波形性能指标（续1111）（3）（3）畸变系数畸变系数DFDFnn次谐波衰减了次谐波衰减了nn22倍倍第第nn次谐波的畸变系数：

次谐波的畸变系数：

总的畸变系数：

10逆变器的性能指标除输出波形性能指标外，还应包括：

逆变器的性能指标除输出波形性能指标外，还应包括：

q逆变效率逆变效率q单位重量（或单位体积）输出功率单位重量（或单位体积）输出功率q可靠性指标可靠性指标q逆变器输入直流电流中交流分量的数值和脉动频率逆变器输入直流电流中交流分量的数值和脉动频率q电磁干扰电磁干扰EMIEMI及电磁兼容性及电磁兼容性EMCEMC4.1.34.1.34.1.34.1.3其他指标其他指标其他指标其他指标114.2.1电压型单相全桥逆变电路电压型单相全桥逆变电路4.2.2电压型单相半桥逆变电路电压型单相半桥逆变电路4.2.3变压器中心抽头推挽式变压器中心抽头推挽式（Push-Pull）单相逆变电路单相逆变电路4.24.24.24.2电压型单相方波逆电压型单相方波逆电压型单相方波逆电压型单相方波逆电路工作原理电路工作原理电路工作原理电路工作原理124.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路T1T1、T4T4一组和一组和T2T2、T3T3另一组交替通、断。

另一组交替通、断。

13臂内换流：

同一个导通臂内的元件之间换流，而且换流是臂内换流：

同一个导通臂内的元件之间换流，而且换流是在在iaia=0=0时进行的称时进行的称自然换流自然换流。

臂间换流：

指电流由一个导通臂转移到另一个导通臂，换臂间换流：

指电流由一个导通臂转移到另一个导通臂，换流是在流是在iaia00时进行的，属于强迫换流。

时进行的，属于强迫换流。

当负载为感性时当负载为感性时4.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续1）1）1）1）144.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续2）2）2）2）逆变状态：

逆变状态：

T14,T23T14,T23导通时，导通时，直流电源向负载传输能量。

直流电源向负载传输能量。

整流状态：

D14D23D14D23导通时导通时,负负载向直流电源仅传能量载向直流电源仅传能量.因此，因此，D14D14、D23D23为无功电流传输提供通路，为无功电流传输提供通路，CC是用来吸收无功功率。

是用来吸收无功功率。

当负载为感性时能量传递方向：

15瞬态基波功率分析（感性负载）瞬态基波功率分析（感性负载）基波瞬态功率：

基波瞬态功率：

用积化和差公式：

基波电压基波电压:

基波电流基波电流:

基波电压幅值：

基波电压有效值：

4.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续3）3）3）3）16上式说明：

基波的瞬态功率含有交流分量和直流分量。

上式说明：

直流功率讨论：

基波的直流功率基波的直流功率基波的交流功率基波的交流功率基波的平均功率基波的平均功率:

平均功率等于直流功率平均功率等于直流功率

（1）当当,感性负载感性负载,有功功率最大有功功率最大,无功功率为零无功功率为零

（2）当当,纯感性负载纯感性负载,无功功率最大无功功率最大（3）当当,既有无功功率又有有功功率既有无功功率又有有功功率4.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续4）4）4）4）无功功率无功功率17特性分析特性分析-1由于入端电压为恒定，桥中各臂元件轮番导通时，输出端电由于入端电压为恒定，桥中各臂元件轮番导通时，输出端电压交替地被钳到入端电压压交替地被钳到入端电压Ud，故为交变方波。

其频率取决，故为交变方波。

其频率取决于门极信号的重复频率，因而实现逆变目的。

于门极信号的重复频率，因而实现逆变目的。

将将UAB用傅里叶级数展开：

用傅里叶级数展开：

式中：

UAB1m为基波电压幅值：

为基波电压幅值：

4.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续5）5）5）5）18由于负载为感性，阻抗角由于负载为感性，阻抗角负载基波电流负载基波电流iO1将滞后于基波电压角度将滞后于基波电压角度。

当当T1，4和和T2，3导通时，负载由电源获得电能。

导通时，负载由电源获得电能。

当当D1，4和和D2，3导通时，负载中电能反馈到导通时，负载中电能反馈到C中，保证负载中，保证负载电流连续。

反并二极管和电容电流连续。

反并二极管和电容C为此无功电流提供了通路。

为此无功电流提供了通路。

4.2.14.2.14.2.14.2.1电压电压电压电压型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路型单相全桥逆变电路（续续续续6）6）6）6）特性分析特性分析-2194.2.4.2.4.2.4.2.2222电压电压电压电压型单相半桥逆变电路型单相半桥逆变电路型单相半桥逆变电路型单相半桥逆变电路电容分压，半桥电路电容分压，半桥电路T1、T2交替通、断交替通、断二级管二级管D的作用，感性负载续流的作用，感性负载续流R、L负载时，负载时，T、D交替导电交替导电20当当Ug1=1,T1导通或导通或D1导通，导通，S与与P相接相接当控制信号以频率当控制信号以频率f变换，变换，在在与与之间变化，使输出之间变化，使输出为交流方波电压。

为交流方波电压。

4.2.4.2.4.2.4.2.2222电压电压电压电压型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续1111）工作原理工作原理:

当当Ug2=1,T2导通或导通或D2导通，导通，S与与Q相接相接21tt0DV21anv（b）（b）电压波形电压波形2T驱动驱动20T0T230T1T4.2.4.2.4.2.4.2.2222电压电压电压电压型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续型单相半桥逆变电路（续2222）224.2.34.2.34.2.34.2.3变压器中心抽头推挽式单相逆变电路变压器中心抽头推挽式单相逆变电路变压器中心抽头推挽式单相逆变电路变压器中心抽头推挽式单相逆变电路开关开关T1、T2轮流导电轮流导电180度度开关管承受的断态电压为开关管承受的断态电压为2VD适用于低压小功率、而且直流电源和负载须隔离适用于低压小功率、而且直流电源和负载须隔离输出电压为输出电压为180度宽的交流方波度宽的交流方波当当T1导通时，输出电压导通时，输出电压vab=VD，当当T2导通时，输出电压导通时，输出电压Vab=-VD，234.3.0概述概述4.3.1单脉冲宽度调制单脉冲宽度调制PWM逆变器逆变器4.3.2正脉冲宽度调制正脉冲宽度调制SPWM基本原理基本原理4.3.3单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器单极性倍频正弦脉冲宽度调制逆变器4.3.4双极性正弦脉冲宽度调制双极性正弦脉冲宽度调制BSPWM逆变器逆变器4.34.34.34.3电压型单相逆变器输出电压和波形控制电压型单相逆变器输出电压和波形控制电压型单相逆变器输出电压和波形控制电压型单相逆变器输出电压和波形控制24控制方案控制方案1:

1:

控制方案控制方案2:

2:

控制方案控制方案3:

3:

q控制输出电压基波控制输出电压基波V1V1的大小仅有输入电压的大小仅有输入电压VVDD唯一确定。

唯一确定。

q控制输出电压波形，要求谐波成分小且最低阶次谐波阶次控制输出电压波形，要求谐波成分小且最低阶次谐波阶次高，谐波频率高。

高，谐波频率高。

4.34.34.34.3.0.0.0.0概述概述概述概述可控整流方案可控整流方案直流直流/直流变换器调压方案直流变换器调压方案逆变器逆变器自身自身控制方案控制方案254.34.3.0.0概述（续概述（续概述（续概述（续11）26逆变器自身控制方案逆变器自身控制方案通过开关器件的脉冲通过开关器件的脉冲宽度调制（宽度调制（PWM），调），调整输