无源逆变电源原理Word格式文档下载.docx

1、v 利用全控型器件的自关断能力进行换流（Device Commutation）2. 电网换流v 由电网提供换流电压称为电网换流（Line Commutation）v 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v 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v 由负载提供换流电压称为负载换流（Load Commutation）v 负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流v 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v 基本的负载换流逆变电路：v 采用晶闸管v 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

2、率因数使其略呈容性而接入 直流侧串入大电感Ld， id基本没有脉动图5-2 负载换流电路及其工作波形v 工作过程（工作波形图5-2b） 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VT1、VT4通，VT2、VT3断，uo、io均为正，VT2、VT3电压即为uo t1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

3、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内电容提供换流电压 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：通过换流电路内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振荡第一个半周期内关断 图5-4b中晶闸管在LC振荡第二个半周期内关断 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

4、 图5-4 电感耦合式强迫换流原理图 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，而是在支路内部终止流通而变为零，则称为熄灭13.2.0 概述 逆变电路按其直流电源性质不同分为两种v 电压型逆变电路或电压源型逆变电路v 电流型逆变电路或电流源型逆变电路 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图5-1电路的

5、具体实现图5-5 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路）13.2.1 单相电压型逆变电路1半桥逆变电路 电路结构图5-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形 工作原理 V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、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 特点 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

6、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，两对交替各导通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） uo为正负各180时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现3. 移相调压 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180正偏，180反偏，且V1和

7、V2互补，V3和V4互补关系不变 V3的基极信号只比V1落后q （ 0q 0时，V12和VD1导通 iU0时，V41和VD4导通 线电压的电平 相电压相减得到线电压 两电平逆变电路的输出线电压有Ud和0三种电平 三电平逆变电路的输出线电压有Ud、Ud/2和0五种电平 三电平逆变电路输出电压谐波可大大少于两电平逆变电路 三电平逆变电路另一突出优点：每个主开关器件承受电压为直流侧电压的一半图5-1 逆变电路及其波形举例 图5-2 负载换流电路及其工作波形 图5-3 直接耦合式强迫换流原理图 图5-4 电感耦合式强迫换流原理图 图5-5 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路） 图5-6 单相半桥电压型逆

8、变电路及其工作波形 图5-7 单相全桥逆变电路的移相调压方式 图5-8 带中心抽头变压器的逆变电路 图5-9 三相电压型桥式逆变电路 图5-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形 图5-11 电流型三相桥式逆变电路 图5-12 单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路 图5-13 并联谐振式逆变电路工作波形 图5-14 电流型三相桥式逆变电路的输出波形 图5-15 串联二极管式晶闸管逆变电路 图5-16 换流过程各阶段的电流路径 图5-17 串联二极管晶闸管逆变电路换流过程波形 图5-18 无换相器电动机的基本电路 图5-19 无换相器电动机电路工作波形 图5-20 二重单相逆变电路 图5-21 二重逆变电路的工作波形 图5-22 三相电压型二重逆变电路 图5-23 二次侧基波电压合成相量图 图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图 图5-25 三电平逆变电路