电力电子技术第十五次课课件

4主要波形—电感电流断续情形电感电流断续情形：在一段时间内iL=0降压电路T导通等效电路uG>0T断开、D续流等效电路uG=0uG=0T断开、D断开等效电路4主要波形—电感电流断续情形电感电流断续情形：降压电路T导14主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=Uo=常数iL线性增加uGtuLtiLiMtiCtT导通等效电路+uo-+uL-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=24主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=Uo=常数iL线性减少ttttuLuGiLiCtontoffiMtconT断开、D续流等效电路+uo-+uL-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=34主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件uC=Uo=常数iC维持不变uLuGiLiCtttttontofftconiMT断开、D断开等效电路+uo-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件uC=U45主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压Uo稳态情况下，电感上一周期中的平均电压为零。或：uLuGiLiCtttttontoffiMtcon注意：tcon与电路参数、ton有关5主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压Uo稳态55主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压UouLuGiLiCtttttontoffiMtcon记电压变换比：5主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压UouL65主要数量关系—电感电流断续情形(2)输出平均电流Io(3)电感电流纹波DILuLuGiLiCtttttontoffiMtconIO电流断续时:5主要数量关系—电感电流断续情形(2)输出平均电流Io75主要数量关系—电感电流断续情形uLuGiLuCtttttontoffiMtcon(4)电容电压纹波DuCIOtt2t1注意：5主要数量关系—电感电流断续情形uLuGiLuCtttt85主要数量关系—电感电流断续情形(4)电容电压纹波DuC注意：=？5主要数量关系—电感电流断续情形(4)电容电压纹波Du95主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系uLuGiLiCtttttontoffiMtcon电感平均电流=负载平均电流电感平均电流IL:电压变换比5主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系uLu105主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系电压变换比注意到：注意最后有：5主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系电压变11(5)电感电流临界连续条件电流临界连续:

电感电流仅瞬间为零uLuGiLuCtttttontoffiMtconIOtt2t1电流临界连续时:电流临界连续时:(5)电感电流临界连续条件电流临界连续:uLuGiLuC12（5）电感电流临界连续条件电流临界连续时:电感电流连续条件:电感电流临界连续条件:电感电流断续条件:（5）电感电流临界连续条件电流临界连续时:电感电流连续条13降压变换电路小结优点1、电路简单2、控制特性好3、负载侧电流波动小缺点1、电源侧电流波动大2、只能降压、不能生压返回降压变换电路小结优点1、电路简单2、控制特性好3、负载侧电流14二、升压斩波器二、升压斩波器151)开关导通时,电感储能,二极管反偏,输出与输入隔离.电容放电维持负载上输出电压不变.2)开关断开时,电感释放能量,电感的感应电势使二极管导通,电源和电感一起提供负载能量,并对C充电.1)开关导通时,电感储能,二极管反偏,输出与输入隔离.电容放16电流连续模式下的工作状况:电流连续模式下的工作状况:17电流连续模式下的工作状况:电流连续模式下的工作状况:18IdUd第一象限：Ud>0,Id>0第二象限：Ud>0,Id<0第三象限：Ud<

0,Id<

0第四象限：Ud<

0,Id>0两象限、四象限直流—直流变换器:IdUd第一象限：第二象限：第三象限：第四象限：两象限、四象19直流电机的四象限运行直流电机的四象限运行20电流可逆斩波电路(A型双象限斩波器)斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行，又可再生制动。降压斩波电路能使电动机工作于第1象限。升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组合。此电路电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性，故其可工作于第1象限和第2象限。电流可逆斩波电路(A型双象限斩波器)斩波电路用于拖动直流电动21电路结构V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作于第1象限。V2和VD2构成升压斩波电路，电动机作再生制动运行，工作于第2象限。必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。电路结构V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作22A型双象限斩波电路A型双象限直流—直流变换器A型双象限斩波电路A型双象限直流—直流变换器23工作模式：降压（将Vs的电压降低后送到负载）输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：正向电机运行于正向电动状态，能量由输入直流电源供向负载。第一象限工作工作模式：降压（将Vs的电压降低后送到负载）输出电压方向：正24工作模式：输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：负向电机运行于正向制动状态，能量由负载向直流输入电源回馈。升压（将负载的电压升高后向VS回馈电能）第二象限工作工作模式：输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：负向25B型双象限斩波电路B型双象限斩波电路26B型两象限斩波器工作原理分析:电动状态：V2始终导通，VD2始终截止，

V1、VD1交替导通，与降压斩波器相同，

UD>Em

>0，id>0。再生状态：V1始终关断，VD1始终导通，

V2、D2交替导通

UD<0，Em

<0，|UD|<|Em|，id>0。id>0，UD可正可负，位于第一、四象限。B型两象限斩波器工作原理分析:27知识点二:四象限直流—直流变换器知识点二:四象限直流—直流变换器28桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路——两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压。桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路——两个电流可逆斩波电路组合29桥式可逆斩波电路工作情况分析:使V4保持通态时，等效为一组电流可逆斩波电路，提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限。桥式可逆斩波电路工作情况分析:使V4保持通态时，等效为一组电30桥式可逆斩波电路工作情况分析:使V2保持通态时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限。桥式可逆斩波电路工作情况分析:使V2保持通态时，V3、VD331工作模式：降压（将VS的电压降低后送到负载）输出电压方向：反向（VAB<0）输出电压大小：输出电流方向：反向电机运行于反向电动状态，能量由直流输入电源供向负载。第三象限工作工作模式：降压（将VS的电压降低后送到负载）输出电压方向：反32电机运行于反向制动状态，能量由负载供向直流输入电源。第四象限工作电机运行于反向制动状态，能量由负载供向直流输入电源。第四象334主要波形—电感电流断续情形电感电流断续情形：在一段时间内iL=0降压电路T导通等效电路uG>0T断开、D续流等效电路uG=0uG=0T断开、D断开等效电路4主要波形—电感电流断续情形电感电流断续情形：降压电路T导344主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=Uo=常数iL线性增加uGtuLtiLiMtiCtT导通等效电路+uo-+uL-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=354主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=Uo=常数iL线性减少ttttuLuGiLiCtontoffiMtconT断开、D续流等效电路+uo-+uL-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件假设uC=364主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件uC=Uo=常数iC维持不变uLuGiLiCtttttontofftconiMT断开、D断开等效电路+uo-4主要波形—电感电流断续情形数学模型:初值条件uC=U375主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压Uo稳态情况下，电感上一周期中的平均电压为零。或：uLuGiLiCtttttontoffiMtcon注意：tcon与电路参数、ton有关5主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压Uo稳态385主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压UouLuGiLiCtttttontoffiMtcon记电压变换比：5主要数量关系—电感电流断续情形（1）平均输出电压UouL395主要数量关系—电感电流断续情形(2)输出平均电流Io(3)电感电流纹波DILuLuGiLiCtttttontoffiMtconIO电流断续时:5主要数量关系—电感电流断续情形(2)输出平均电流Io405主要数量关系—电感电流断续情形uLuGiLuCtttttontoffiMtcon(4)电容电压纹波DuCIOtt2t1注意：5主要数量关系—电感电流断续情形uLuGiLuCtttt415主要数量关系—电感电流断续情形(4)电容电压纹波DuC注意：=？5主要数量关系—电感电流断续情形(4)电容电压纹波Du425主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系uLuGiLiCtttttontoffiMtcon电感平均电流=负载平均电流电感平均电流IL:电压变换比5主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系uLu435主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系电压变换比注意到：注意最后有：5主要数量关系—电感电流断续情形D2与系统参数关系电压变44(5)电感电流临界连续条件电流临界连续:

电感电流仅瞬间为零uLuGiLuCtttttontoffiMtconIOtt2t1电流临界连续时:电流临界连续时:(5)电感电流临界连续条件电流临界连续:uLuGiLuC45（5）电感电流临界连续条件电流临界连续时:电感电流连续条件:电感电流临界连续条件:电感电流断续条件:（5）电感电流临界连续条件电流临界连续时:电感电流连续条46降压变换电路小结优点1、电路简单2、控制特性好3、负载侧电流波动小缺点1、电源侧电流波动大2、只能降压、不能生压返回降压变换电路小结优点1、电路简单2、控制特性好3、负载侧电流47二、升压斩波器二、升压斩波器481)开关导通时,电感储能,二极管反偏,输出与输入隔离.电容放电维持负载上输出电压不变.2)开关断开时,电感释放能量,电感的感应电势使二极管导通,电源和电感一起提供负载能量,并对C充电.1)开关导通时,电感储能,二极管反偏,输出与输入隔离.电容放49电流连续模式下的工作状况:电流连续模式下的工作状况:50电流连续模式下的工作状况:电流连续模式下的工作状况:51IdUd第一象限：Ud>0,Id>0第二象限：Ud>0,Id<0第三象限：Ud<

0,Id<

0第四象限：Ud<

0,Id>0两象限、四象限直流—直流变换器:IdUd第一象限：第二象限：第三象限：第四象限：两象限、四象52直流电机的四象限运行直流电机的四象限运行53电流可逆斩波电路(A型双象限斩波器)斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行，又可再生制动。降压斩波电路能使电动机工作于第1象限。升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组合。此电路电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性，故其可工作于第1象限和第2象限。电流可逆斩波电路(A型双象限斩波器)斩波电路用于拖动直流电动54电路结构V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作于第1象限。V2和VD2构成升压斩波电路，电动机作再生制动运行，工作于第2象限。必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。电路结构V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作55A型双象限斩波电路A型双象限直流—直流变换器A型双象限斩波电路A型双象限直流—直流变换器56工作模式：降压（将Vs的电压降低后送到负载）输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：正向电机运行于正向电动状态，能量由输入直流电源供向负载。第一象限工作工作模式：降压（将Vs的电压降低后送到负载）输出电压方向：正57工作模式：输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：负向电机运行于正向制动状态，能量由负载向直流输入电源回馈。升压（将负载的电压升高后向VS回馈电能）第二象限工作工作模式：输出电压方向：正向输出电压大小：输出电流方向：负向58B型双象限斩波电路B型双象限斩波电路59B型两象限斩波器工作原理分析:电动状态：V2始终导通，VD2始终截止，

V1、VD1交替导通，与降压斩波器相同，

UD>Em