第五章__逆变电路

1、l4.1 4.1 逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 l4.2 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的电力器件的换流方式与逆变电路的 工作原理工作原理 l4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路l4.4 4.4 电流型逆变电路电流型逆变电路 l4.5 4.5 逆变器的逆变器的SPWMSPWM控制技术控制技术l4.6 4.6 负载换流式逆变电路负载换流式逆变电路 4.11 1）定义：）定义：如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去，流电逆变成同频率的交流电反送到电网去，2 2）应用：）应用：它用于直流电

2、机的可逆调速、绕线型异步电机的它用于直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。l1 1）定义：）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到l负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交l流电供给负载，流电供给负载，l2 2）应用：）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源l等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。 1 1、

3、有源逆变、有源逆变: :2 2、无源逆变：、无源逆变：l （1 1）谐波系数）谐波系数HFHF（Harmonic FactorHarmonic Factor）l 谐波系数谐波系数HFHF定义为谐波分量有效值同基波分量有致定义为谐波分量有效值同基波分量有致值之比，即值之比，即l l 式中式中n=1n=1、2 2、3 3，表示谐波次数，表示谐波次数，n=1n=1时为基波。时为基波。(4.1.1)(4.1.1)1UUHFn l （2 2）总谐波系数）总谐波系数THDTHD（Total Harmonic Total Harmonic DistrotionDistrotion） 4 . 3,2211nn

4、UUTHD(4.1.2)(4.1.2)（5 5）电磁干扰（）电磁干扰（EMIEMI）和电磁兼容性（）和电磁兼容性（EMCEMC）（3 3）逆变效率）逆变效率l（4 4）单位重量的输出功率）单位重量的输出功率: :衡量逆变器输出功率密度的指标。衡量逆变器输出功率密度的指标。 总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。THDTHD定义为定义为 电压型：电压型：电压型逆变器的输入端并接有大电容，输入电压型逆变器的输入端并接有大电容，输入直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。 电流型：电

5、流型：电流型逆变器的输入端串接有大电感，输入电流型逆变器的输入端串接有大电感，输入直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交流电流输出。流电流输出。4.1.2（1 1）、根据输入直流电源特点分类）、根据输入直流电源特点分类 半桥式逆变电路；半桥式逆变电路； 全桥式逆变电路；全桥式逆变电路； 推换式逆变电路；推换式逆变电路； 其他形式：如单管晶体管逆变电路。其他形式：如单管晶体管逆变电路。（2 2）、根据电路的结构特点分类）、根据电路的结构特点分类 负载换流型逆变电路；负载换流型逆变电路； 脉冲换流型逆变电路；脉冲换流型逆变电路； 自换流型逆

6、变电路。自换流型逆变电路。4.1.2（3 3）、根据换流方式分类）、根据换流方式分类（4 4）、根据负载特点分类）、根据负载特点分类非谐振式逆变电路非谐振式逆变电路谐振式逆变电路谐振式逆变电路l 1 1、可以做成变频变压电源（、可以做成变频变压电源（VVVFVVVF），主要用于交），主要用于交流电动机调速。流电动机调速。4.1.3 2 2、可以做成恒频恒压电源（、可以做成恒频恒压电源（CVCFCVCF），其典型代表为），其典型代表为不间断电源（不间断电源（UPSUPS）、航空机载电源、机车照明，通信等）、航空机载电源、机车照明，通信等辅助电源也要用辅助电源也要用CVCFCVCF电源。电源。 3

7、 3、可以做成感应加热电源，例如中频电源，、可以做成感应加热电源，例如中频电源，高频电源等。高频电源等。逆变器的用途十分广泛：逆变器的用途十分广泛：l4.1 4.1 逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 l4.2 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的电力器件的换流方式与逆变电路的 工作原理工作原理 l4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路l4.4 4.4 电流型逆变电路电流型逆变电路 l4.5 4.5 逆变器的逆变器的SPWMSPWM控制技术控制技术l4.6 4.6 负载换流式逆变电路负载换流式逆变电路 l 在图在图4.2.14.2.1中，中，T T1 1、T T2 2表示由两

8、个电力表示由两个电力半导体器件组成的导电臂，当半导体器件组成的导电臂，当T T1 1关断，关断，T T2 2导导通时，电流流过通时，电流流过T T2 2；当当T T2 2关断，关断，T T1 1导通时，导通时，电流电流i i从从T T2 2转移到转移到T T1 1。图图4.2.1 桥臂的换流桥臂的换流4.2.1 电力半导体器件可以用切断或接通电流电力半导体器件可以用切断或接通电流的开关表示。的开关表示。l 定义：电流从一个臂向另一个臂转移的定义：电流从一个臂向另一个臂转移的过程称为换流（或换相）。过程称为换流（或换相）。（1 1）器件换流：）器件换流：利用电力电子器件自身所有的关断能利用电力电

9、子器件自身所有的关断能力进行换流称为器件换流。力进行换流称为器件换流。（2 2）电网换流：）电网换流：由电网提供换流电压使电力电子器件由电网提供换流电压使电力电子器件关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为电网换关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为电网换流。流。（3 3）负载换流：）负载换流：由负载提供换流电压，使电力电子器由负载提供换流电压，使电力电子器件关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为负载件关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为负载换流。凡是负载电流的相位超前电压的场合，都可以换流。凡是负载电流的相位超前电压的场合，都可以实现负载换流。实现负载换流。4.2.1一般来说，换流方

10、式可分为以下四种：一般来说，换流方式可分为以下四种：l 在晶闸管在晶闸管T T处于导通状态时处于导通状态时, ,预预先给电容先给电容C C按图中所示极性充电。按图中所示极性充电。如果合上开关如果合上开关 S S，就可以使晶闸管就可以使晶闸管T T被加反压而关断。被加反压而关断。 图图4.2.2 脉冲电压脉冲电压 换流原理图换流原理图 4.2.1 脉冲电压换流原理：脉冲电压换流原理：（4 4）脉冲换流：）脉冲换流： 设置附加的换流电路，由换流电路设置附加的换流电路，由换流电路内的电容提供换流电压，控制电力电子内的电容提供换流电压，控制电力电子器件实现电流从一个臂向另一个臂转移器件实现电流从一个臂

11、向另一个臂转移称为脉冲换流，有时也称为强迫换流或称为脉冲换流，有时也称为强迫换流或电容换流。电容换流。l 脉冲换流有脉冲换流有脉冲电压换流脉冲电压换流和和脉冲电流换流脉冲电流换流。 晶闸管晶闸管T T处于导通状态时，预先处于导通状态时，预先给电容给电容C C按图中所示的极性充电。按图中所示的极性充电。 图图( (a)a)中，如果闭合开关中，如果闭合开关S S，LCLC振荡电流流过晶闸管，直到其正向振荡电流流过晶闸管，直到其正向电流为零后，再流过二极管电流为零后，再流过二极管D D。 图图( (b)b)中，接通开关中，接通开关S S后，后，LCLC振振荡电流先和负载电流叠加流过晶闸荡电流先和负载

12、电流叠加流过晶闸管管T T，经半个振荡周期经半个振荡周期t=t=后，振后，振荡电流反向流过荡电流反向流过T T，直到直到T T正向电流正向电流减至零以后再流过二极管减至零以后再流过二极管D D。 图图4.2.3 脉冲电流脉冲电流 换流原理图换流原理图 4.2.1 脉冲电流换流原理脉冲电流换流原理: : 这两种情况，都在晶闸管的正向电这两种情况，都在晶闸管的正向电流为零和二极管开始流过电流时晶闸管流为零和二极管开始流过电流时晶闸管关断，二极管上的管压降就是加在晶闸关断，二极管上的管压降就是加在晶闸管上的反向电压。管上的反向电压。l Ud为输入直流电压，为输入直流电压，R为逆变器为逆变器的输出负载

13、。的输出负载。l 当开关当开关T1、T4闭合，闭合，T2、T3断开断开时，逆变器输出电压时，逆变器输出电压u0=Ud；l 当开关当开关T1、T4断开，断开，T2、T3闭合闭合时，输出电压时，输出电压 u0=Ud ;l 当以频率当以频率fS交替切换开关交替切换开关T1、T4和和T2、T3时，则在电阻时，则在电阻R上获得如图上获得如图4.2.4(b)所示的交变电压波形，其周期所示的交变电压波形，其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压这样，就将直流电压E变成变成了交流电压了交流电压uo。uo含有各次谐波，如含有各次谐波，如果想得到正弦波电压，则可通过滤波果想得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波获得。

14、器滤波获得。图图4.2.4 单相桥式逆变单相桥式逆变 电路工作原理电路工作原理 4.2.21、主要功能、主要功能: 图图4.2.4(a)中主电路开关中主电路开关T1T4，它实际是各种半导体开关器件的它实际是各种半导体开关器件的一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管快速晶闸管、可关可关断晶闸管（断晶闸管（GTO）、功率晶体管（功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（绝缘栅晶体管（IGBT）。）。将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。2、工

15、作原理：、工作原理：l4.1 4.1 逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 l4.2 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的电力器件的换流方式与逆变电路的 工作原理工作原理 l4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路l4.4 4.4 电流型逆变电路电流型逆变电路 l4.5 4.5 逆变器的逆变器的SPWMSPWM控制技术控制技术l4.6 4.6 负载换流式逆变电路负载换流式逆变电路 它由两个导电臂构成，它由两个导电臂构成，每个导电臂由一个全控器件每个导电臂由一个全控器件和一个反并联二极管组成。和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容的足

16、够大的电容C1和和C2，且且满足满足C1=C2。设感性负载连接设感性负载连接在在A、0两点间。两点间。 T1和和T2之间存在死区时之间存在死区时间，以避免上、下直通，在间，以避免上、下直通，在死区时间内两晶闸管均无驱死区时间内两晶闸管均无驱动信号。动信号。图图4.3.1 电压型半桥逆变电路电压型半桥逆变电路 及其电压电流波形及其电压电流波形 4.3.1电压型逆变电路电压型逆变电路半桥逆变半桥逆变电路结构及波形：电路结构及波形： 输出输出电压有效值电压有效值为为: 由傅里叶分析，输出由傅里叶分析，输出电压瞬电压瞬时值时值为为: 其中，其中， 为输出电压角频率。为输出电压角频率。 当当 n=1时其

17、时其基波分量的有效基波分量的有效值值为为: 4.3.122122/0dTdSOUdtUTUS tnnUundo sin2, 5 , 3, 1 ddOUUU45. 0221 (4.3.1)(4.3.2)(4.3.3)sf 2 图图4.3.1 电压型半桥逆变电压型半桥逆变电路及其电压电流波形电路及其电压电流波形 2 在一个周期内，电力晶体管在一个周期内，电力晶体管T1和和T2的的基极信号各有半周正偏，半周反偏，且互基极信号各有半周正偏，半周反偏，且互补。补。 若负载为阻感负载，设若负载为阻感负载，设t2时刻以前，时刻以前，T1有驱动信号导通，有驱动信号导通，T2截止，则截止，则 u0=Ud/2。

18、t2时刻关断的时刻关断的T1，同时给同时给T2发出导通信发出导通信号。由于感性负载中的电流号。由于感性负载中的电流i。不能立即改不能立即改变方向，于是变方向，于是D2导通续流，导通续流，u0=Ud /2 。 t3时刻时刻i。降至零，降至零，D2截止，截止，T2导通，导通，i。开始反向增大，此时仍然有开始反向增大，此时仍然有u0=Ud /2 。 在在t4时刻关断时刻关断T2，同时给同时给T1发出导通信发出导通信号，由于感性负载中的电流号，由于感性负载中的电流i。不能立即改不能立即改变方向，变方向，D1先导通续流，此时仍然有先导通续流，此时仍然有u0=Ud /2 ； t5时刻时刻 i。降至零，降至

19、零， T1导通，导通，u0=Ud /2 ； 图图4.3.1 电压型半桥逆变电压型半桥逆变电路及其电压电流波形电路及其电压电流波形 4.3.11 1、电压型逆变电路、电压型逆变电路半桥逆变电路半桥逆变电路工作原理：工作原理：缓冲电感反馈的无功能量缓冲电感反馈的无功能量缺点：缺点：4.3.11）交流电压幅值仅为）交流电压幅值仅为Ud/2；2）直流侧需分压电容器；）直流侧需分压电容器；3 3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接接LC滤波器，输出滤波器滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输滤除逆变器输出电压中的高次谐波。出电压中的高次谐波。 l优点：优点： 简

20、单，使用器件少；简单，使用器件少；应用：应用：用于几用于几kW以下的小功率逆变电源；以下的小功率逆变电源； 全控型开关器件全控型开关器件T1和和T4构构成一对桥臂，成一对桥臂，T2和和T3构成一对构成一对桥臂桥臂, T1和和T4同时通、断；同时通、断；T2和和T3同时通、断。同时通、断。T1(T)4与与T2(T3)的驱动信号互补，即的驱动信号互补，即T1和和T4有有驱动信号时，驱动信号时，T2和和T3无驱动信无驱动信号，反之亦然，两对桥臂各交号，反之亦然，两对桥臂各交替导通替导通180。图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图电路和电压、电流波形图 4.3.

21、21、电路工作过程：、电路工作过程：l输出方波电压瞬时值：输出方波电压瞬时值： l输出方波电压有效值：输出方波电压有效值： 基波分量的有效值：基波分量的有效值：图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图电路和电压、电流波形图 4.3.2(4.3.6)ddOUUU9 . 0241 dTdsOUdtUTUs 22/01tnnUundo sin4, 5 , 3, 1 (4.3.4)(4.3.5) 同单相半桥逆变电路相比，在相同负同单相半桥逆变电路相比，在相同负载的情况下，其输出电压和输出电流的幅载的情况下，其输出电压和输出电流的幅值为单相半桥逆变电路的两倍。值为单相

22、半桥逆变电路的两倍。1 1）纯电阻负载时）纯电阻负载时 0tTs4，T Ts s2t3T2t3Ts s4 4期间，期间，D1、D4导通起负载电流续流导通起负载电流续流作用，在此期间作用，在此期间T T1 1 T T4 4均不导通。均不导通。图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图电路和电压、电流波形图 4.3.22 2）电感负载时）电感负载时22somodTILdtdiLU dsomULTI4 由由可得负载电流峰值为：可得负载电流峰值为：(4.3.7) 0t期间，期间，T1和和T4有驱动信号，有驱动信号，由于电流由于电流i0为负值，为负值，T1和和T4不导通

23、，不导通，D1、D4导通起负载电流续流作用，导通起负载电流续流作用， u0=+Ud。 t期间，期间， i0为正值，为正值，T1和和T4才才导通。导通。 t+期间，期间，T2和和T3有驱动信有驱动信号，由于电流号，由于电流i0为正值，为正值，T2、T3不导通，不导通，D2、D3导通起负载电流续流作用，导通起负载电流续流作用， u0=Ud 。 +t2期间，期间，T2和和T3才导通。才导通。4.3.23 3）阻感负载）阻感负载RLRL时时图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图电路和电压、电流波形图 图图4.3.2(e)所示是所示是RL负载时直流电源负载负载时直流

24、电源负载电流的波形。图电流的波形。图4.3.2(f)所示是所示是RL负载时直流负载时直流电源输入电流的波形。电源输入电流的波形。 电压型三相桥式逆变电路的基电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式为本工作方式为180180导电型，即每个导电型，即每个桥臂的导电角为桥臂的导电角为180180，同一相上下，同一相上下桥臂交替导电的纵向换流方式，各桥臂交替导电的纵向换流方式，各相开始导电的时间依次相差相开始导电的时间依次相差120120。 在一个周期内，在一个周期内，6 6个开关管触个开关管触发导通的次序为发导通的次序为T T1 1TT2 2 T T3 3 T T4 4 TT5 5TT6 6 ，依次相隔

25、依次相隔6060，任一时，任一时刻均有三个管子同时导通，导通的刻均有三个管子同时导通，导通的组合顺序为组合顺序为T T1 1T T2 2T T3 3，T T2 2T T3 3T T4 4，T T3 3T T4 4T T5 5，T T4 4T T5 5T T6 6，T T5 5T T6 6T T1 1，T T6 6T T1 1T T2 2，每种组合工每种组合工作作6060。图图4.3.3 电压型三相桥式逆变电路电压型三相桥式逆变电路 4.3.31 1、工作过程：、工作过程： 将一个工作周期分成将一个工作周期分成6个区域。个区域。 在在00, ug20, ug30，则有则有T1，T2，T3导通，导

26、通，dcadbcabUuUuu0dcNdbNdaNUuUuUu3231314.3.3 2 2、各相负载相电压和线电压波形：、各相负载相电压和线电压波形：根据同样的思路可得其余根据同样的思路可得其余5个时域的值个时域的值线线电电压压相相电电压压图图4.3.4 4.3.4 电压型三相桥式逆变电路及其工作波形电压型三相桥式逆变电路及其工作波形式中式中Ud为逆变器输入直流电压。为逆变器输入直流电压。 4.3.3 3 3、负载相电压和线电压幅值分析：、负载相电压和线电压幅值分析：利用博里叶分析，其利用博里叶分析，其相电压的瞬时值相电压的瞬时值为：为： tttttUudBN 13sin13111sin11

27、17sin715sin51sin2 dmBNUU21 相电压基波幅值相电压基波幅值 (4.3.8)(4.3.9)由上式可知，负载相电压中无由上式可知，负载相电压中无3次谐波，只含更高阶奇次谐波，次谐波，只含更高阶奇次谐波，n次谐波次谐波幅值为基波幅值的幅值为基波幅值的1/n。其其线电压的瞬时值线电压的瞬时值为：为： tttttUudBC 13sin13111sin1117sin715sin51sin32线电压基波幅值线电压基波幅值 dmBCUU21 (4.3.11)(4.3.10)由上式可知，负载由上式可知，负载线线电压中无电压中无3次谐波，只含更高阶奇次谐波，次谐波，只含更高阶奇次谐波，n次

28、谐波次谐波幅值为基波幅值的幅值为基波幅值的1/n。4.3.3表表4.3.1三相桥式逆变电路的工作状态表三相桥式逆变电路的工作状态表电压型逆变电路特点电压型逆变电路特点1：直流侧接有大电容，相当于电压源，直流电压基本：直流侧接有大电容，相当于电压源，直流电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗无脉动，直流回路呈现低阻抗2、由于直流电压源的嵌位作用，交流侧电压波形为矩、由于直流电压源的嵌位作用，交流侧电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关，而交流侧电流波形和相位形波，与负载阻抗角无关，而交流侧电流波形和相位因负载阻抗角的不同而不同，其波形接近三角波或接因负载阻抗角的不同而不同，其波形接近三角波或接近正弦波。

29、近正弦波。3、当交流侧为感性负载时需提供无功功率，直流侧电、当交流侧为感性负载时需提供无功功率，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容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈能量，各臂都并联了反馈二极管。馈能量，各臂都并联了反馈二极管。4、逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率时脉动的，、逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率时脉动的，因直流电压无脉动，故传输功率的脉动是由直流电流因直流电压无脉动，故传输功率的脉动是由直流电流的脉动体现的的脉动体现的l4.1 4.1 逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 l4.2 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的电力器件的换流方式

30、与逆变电路的 工作原理工作原理 l4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路l4.4 4.4 电流型逆变电路电流型逆变电路 l4.5 4.5 逆变器的逆变器的SPWMSPWM控制技术控制技术l4.6 4.6 负载换流式逆变电路负载换流式逆变电路 l 当当T1、T4导通，导通，T2、T3关关断时，断时，I0=Id ；反之，反之，I0=-Id 。l 当以频率当以频率f交替切换开关管交替切换开关管T1、T4和和T2、T3时，则在负载时，则在负载上获得如图上获得如图 4.4.1（b）所示的所示的电流波形。电流波形。l 输出电流波形为矩形波，输出电流波形为矩形波，与电路负载性质无关，而输出与电路负载性

31、质无关，而输出电压波形由负载性质决定。电压波形由负载性质决定。l 主电路开关管采用自关断主电路开关管采用自关断器件时，如果其反向不能承受器件时，如果其反向不能承受高电压，则需在各开关器件支高电压，则需在各开关器件支路路串入二极管串入二极管。图图4.4.1 电流型单相桥式电流型单相桥式 逆变电路及电流波形逆变电路及电流波形 4.4.1l1、电路工作过程：、电路工作过程：防反相高压防反相高压恒流大电感恒流大电感其中基波幅值其中基波幅值I01m和基波有效值和基波有效值I01分别为分别为 (4.4.1) (4.4.2) (4.4.3) 4.4.1)5sin513sin31(sin4 tttIido d

32、dmIII27. 1401 ddIII9 . 02401 将图将图4.4.1（b）所示的电流波形所示的电流波形i0展开成傅氏级数展开成傅氏级数,有有2、电流波形参数计算：、电流波形参数计算： 图图4.4.1 电流型单相桥式电流型单相桥式 逆变电路及电流波形逆变电路及电流波形 导电方式导电方式为为120导通、横向换流方式，导通、横向换流方式，任意瞬间只有两个桥臂导通。任意瞬间只有两个桥臂导通。 导通顺序导通顺序为为T1T2T3T4T5T6，依次间隔依次间隔60，每个桥臂导通，每个桥臂导通120。这。这样，每个时刻上桥臂组和下桥臂组中都样，每个时刻上桥臂组和下桥臂组中都各有一个臂导通。各有一个臂导

33、通。 输出电流波形输出电流波形与负载性质无关。与负载性质无关。 输出电压波形输出电压波形由负载的性质决定。由负载的性质决定。图图4.4.3 电流型三相桥式逆变电流型三相桥式逆变电路原理图及输出电流波形电路原理图及输出电流波形 (4.4.4) 4.4.21、工作方式、工作方式: 输出电流的基波有效值输出电流的基波有效值I01和直和直流电流流电流Id的关系式为：的关系式为： ddIII78. 0601 电流型逆变电路特点电流型逆变电路特点1、直流侧接有大电感，相当于电流源，直流电流基本、直流侧接有大电感，相当于电流源，直流电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。无脉动，直流回路呈现高阻抗。2、因为各开

34、关器件主要起改变直流电流流通路径的作、因为各开关器件主要起改变直流电流流通路径的作用，故交流侧电流为矩形波，与负载性质无关，而交用，故交流侧电流为矩形波，与负载性质无关，而交流侧电压波形和相位因负载阻抗角的不同而不同。流侧电压波形和相位因负载阻抗角的不同而不同。3、直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反、直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不能反向，故逆变电路中的开关器件不必反向并联二极管。向，故逆变电路中的开关器件不必反向并联二极管。l4.1 4.1 逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 l4.2 4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的电力器件的换流方式与逆变电路的 工作原理

35、工作原理 l4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路l4.4 4.4 电流型逆变电路电流型逆变电路 l4.5 4.5 逆变器的逆变器的SPWMSPWM控制技术控制技术l4.6 4.6 负载换流式逆变电路负载换流式逆变电路 1）重要理论基础面积等效原理面积等效原理冲量冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同效果基本相同。冲量冲量窄脉冲的面积效果基本相同效果基本相同环节的输出响应波形基本相同图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲d)单位脉冲函数f (t)d (t)tOa)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲tOtOtOf (t)f (t)f (t)b)图2 冲量相等的各

36、种窄脉冲的响应波形具体的实例说明“面积等效原理面积等效原理”a）u (t)电压窄脉冲，是电路的输入 。 i (t)输出电流，是电路的响应。 OutSPWM波Out如何用一系列等幅不等宽的脉冲等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波OutOu t若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。OutSPWM波Out如何用一系列等幅不等宽的脉冲等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波OutOtUd-Ud对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：OtUd-Ud根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。等等幅幅PWM波波输入电源是恒定直流 如直流斩波电路；PWM逆变电路；PWM整流电路不等幅不等幅PWM波波输入电源是交流或不是恒定的直流如斩控式交流调压电路；矩阵式变频电路OtUd-UdUot2）PWM电流波 电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。PWM波可等效的各种波形直流斩波电路 直流波形SPWM波 正弦波形等效成其他所需波形，如:l 所需波形 l 等效的PWM波0s5m s10m s15m s20m s25m s30m s-20V0V20Vl 将一个正弦波半波电压分成将一个正弦波半波电压