三相电压型逆变器课程设计

三相电压型逆变器一．电力电子器件的进展：概述：1957入70年月晶闸管开头派生各种系列产品，一般晶闸管由于其不能自关断的水平的不断提高，以门极可关断晶闸管〔、电力双极性晶体管〔1957入70年月晶闸管开头派生各种系列产品，一般晶闸管由于其不能自关断的水平的不断提高，以门极可关断晶闸管〔、电力双极性晶体管〔T80〔IGBT〕为代表的复合型第三代电力电子器件异军突起，而进入90年月电力电子器要方向〔电力电子的进展动向〕电力电子技术包括功率半导体器件与IC(PowerElectronicDevice)又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控创电路中的大功率(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)电子器件。广中的大功率(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)电子器件。广义上电力电子器件可分为电真空器件义上电力电子器件可分为电真空器件(SemiconductorDevice)两类。作工艺的运用，研制出集PIN整流管和肖特基整流管的优点于一体的具有MPS、SPEEDSSDIV左右，反向恢复时间为PIN整流管的1/2，反向恢复峰值电流为PIN作工艺的运用，研制出集PIN整流管和肖特基整流管的优点于一体的具有MPS、SPEEDSSDIV左右，反向恢复时间为PIN整流管的1/2，反向恢复峰值电流为PIN整1/3。晶闸管：自1957年美国通用电气公司GE4自1957年美国通用电气公司GE4E1965年，小功率光触发晶闸管问世，为其后消灭的光耦合器打下了根底；60年月后期，消灭了大功率逆变晶闸管，成为当时逆变电路的根本元件；1974门极可关断晶闸管：1kHz。1964年，美国第一次试制成功了0.5kV/10A1kHz。1964年，美国第一次试制成功了0.5kV/10A的GTO。自70年月OAAOAA、4500V/2400A的产品，目前已到达9kV/25kA/0.8kHz6kV/6kA/1kHzGTOGTOGTO，具有通态压降小、抗浪涌电流力量强、易于提高耐压力量(3000v以GTO容量最大，工作频率最低，通态压降大、/dvdt及/didt耐量低，需要浩大的吸取电路。但其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此它在中高压领域中必将占有一席之地。大功率晶体管：R00(GTR)，它由基极R00(GTR)，它由基极(Bbi(C)和放射极(E)的通、断，也属全控型器件。在20世纪七八十年月成为逆交器、变频器等电力电子装置的主导功率开关5kHzGTR受/dvdt及/didt力量低;⑤单管电流放大倍数小，为增加放大倍数，联成达林顿电路又使管压降增加等等，而为改善性能(抑制/dvdt及/didt，转变感1800V/800A，2kHz；1400V/600A，2kHz；1800V/800A，2kHz；1400V/600A，2kHz；600V/3A，100kHz。功率MOSFET:功率MOSFET是一种电压掌握型单极晶体管，它是通过栅极电压来100kHz率MOSFET的缺点是电流容量小、耐压低、通态压降大，不适宜运用于大功率MOSFET是一种电压掌握型单极晶体管，它是通过栅极电压来100kHz率MOSFET的缺点是电流容量小、耐压低、通态压降大，不适宜运用于大功率装置。顺便强调一下，由于MOSFET管内阻与电压成比例，它在要求低压(3．3~1V)电源的电脑和通信等领域则可大显身手，目前MOSFET的主要用于高频开关电源的同步电流。绝缘栅双极晶体管〔IGBT〕2080件(GT2080件(GTOGTR)和多子器件(MOSFET压耐量高的特长。IGBTIGBT反之，假设供给反向门极电压则可消退沟道、使IGBT关断。IGBT集GTR通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱IGBT的开关速度低于IGBT的开关速度低于MTRIGBT早已做到1800V/800A，10kHz;1200V/600A，20kHz的商品化，600V/100A150kHzIGBT3300V/1200A和4500V/900AIGBTGTR，IGBT(TrenchIGBT)模块是高耐压大电IGBT提高了牢靠性和削减了引线电感.其缺点是芯片面积利用率下降.所以这种平IGBT1损耗随开关频率的提高而急速增加。2.感性关断电尖峰大。当器件关断时，电路的感性元件感应出尖峰电压，开成器件击穿。软开关与硬开关：1损耗随开关频率的提高而急速增加。2.感性关断电尖峰大。当器件关断时，电路的感性元件感应出尖峰电压，开成器件击穿。3.容性开通电流尖峰大。当开关器件在很高的电压下开通时，储存在开关器3.容性开通电流尖峰大。当开关器件在很高的电压下开通时，储存在开关器高，该冲击电流愈大，对器件的安全运行造成危害。4高，该冲击电流愈大，对器件的安全运行造成危害。4di/dtdv/dt〔EMI〕增大，影响整流器和四周电子设备的工作。软开关：复过程已经完毕，因此二极管方向恢复问题不存在。复过程已经完毕，因此二极管方向恢复问题不存在。应用与展望：电子技术的进展在很多应用领域上获得了认同。 然而，任何器件的进展，突破。电力电子器件的进展也是这样，它大致有如下几个方面：焊或改压接式构造，以进一步提高工作牢靠性。B.开发的器件。一是依据器件本身的特点提出。例如MOS门控晶闸管(MCT)，虽经十几年的研制，由于构造、工艺简单，合格率低，本钱高，4.5kV/2kAMOS电子技术的进展在很多应用领域上获得了认同。 然而，任何器件的进展，突破。电力电子器件的进展也是这样，它大致有如下几个方面：焊或改压接式构造，以进一步提高工作牢靠性。B.开发的器件。一是依据器件本身的特点提出。例如MOS门控晶闸管(MCT)，虽经十几年的研制，由于构造、工艺简单，合格率低，本钱高，4.5kV/2kAMOS制。C合开关晶闸管子闸流管、引燃管，火花间隙开关或真空开关等。量以芯片形式封装在一个模块内。这样，装置(或系统)的体积到达最小，所实现电能变换和信息处理的集成化和高频化。E.查找材料。至今，很多有用的电力电子器件均是由硅材料制成的，了很多性能优良的型化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、(SiGe量以芯片形式封装在一个模块内。这样，装置(或系统)的体积到达最小，所实现电能变换和信息处理的集成化和高频化。E.查找材料。至今，很多有用的电力电子器件均是由硅材料制成的，了很多性能优良的型化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、(SiGe不断涌现。二．逆变器简述：逆变器概述及其工作原理：逆变器〔inverter〕是把直流电能〔电池、蓄电瓶〕转变成沟通电〔一〔AC〕的装置。它由逆变桥、掌握规律和滤波电路组成。广泛逆变器〔inverter〕是把直流电能〔电池、蓄电瓶〕转变成沟通电〔一〔AC〕的装置。它由逆变桥、掌握规律和滤波电路组成。广泛DVDVCD电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。MOS管[场效应管或晶体闸管]不断开关，这样直流电输入之后，经过这个MOS管的开关动作，就形成肯定的沟通特性，经过修正电路修正，就可以220Vto24V220V的话输出就是24V，VVV输出后再送到稳压电路，保护电路，送给负载使用。逆变器进展历史：2019〔镁套20逆变器的开关电路争论。所用的管型最广泛的是闸流管。从上世纪90年月初到目前为止，风行于国内市场的家用逆变电源，经2019〔镁套20逆变器的开关电路争论。所用的管型最广泛的是闸流管。从上世纪90年月初到目前为止，风行于国内市场的家用逆变电源，经制，击穿开关管仍难以避开。上述两类逆变电源均利用DC/AC变换器的基本电路，产生波形接近矩形波的交变电压输出。驱动IC组成它激式逆变电路。此类驱动集成电路都具有几乎一样的功能方IC内部除设有两路时序不同的驱动输出外，还有死区时间设定电路，PWM功能也更为完善。式开关电路。用于中、小功率DC/ACDC供电为蓄电池，明显，承受UPS电源中的MJ1103312V~24V供电下〔UPS。其次代产品效率、牢靠性远高过第一代产品，但也存在着固有的弱点。为了将12V220V式开关电路。用于中、小功率DC/ACDC供电为蓄电池，明显，承受UPS电源中的MJ1103312V~24V供电下〔UPS。其次代产品效率、牢靠性远高过第一代产品，但也存在着固有的弱点。为了将12V220VAixcom200WoV由于大功率管HFE极少超过20，要求其基极驱动电流必需在2A以上，以IC〔例如UPS600中，8050TIP41C4MJ4502)，明显使电路简单化，调试也极困难。换器、开关电源中。Aixcom公司开发的汽车逆变器，可认为是此类产品的典型应用。第三代开关变换器基于MOSFET管的电压掌握特性进展工作，ICMOS电容又在脉冲下降为低电寻常通过驱动IC放大形成灌电流。如此一来，不仅变换器的电路极为简洁，而且MOSFET管有电流自动安排功能，可以并联运用而无需参加均流电阻。联运用而无需参加均流电阻。三．电压型逆变器：TI~S6承受GTO、GTR、IGBT、MOSFET等自关断器件，D1~D6是与TI~S6承受GTO、GTR、IGBT、MOSFET等自关断器件，D1~D6是与S1~S6反并联的二极管，其作用是为感性负载供给续流回路。图中L和R120°的方波信号时，可以掌握每个开关导通180°〔180°导电型〕或120°〔120°导电型60°三相电压源型方波逆变器驱动波形三相电压源型方波逆变器驱动波形四．沟通逆变器：逆变电路等几大局部。1.整流电路的一块整流模块.2.平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，和电容吸取脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流局部对主电路而言逆变电路等几大局部。1.整流电路的一块整流模块.2.平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，和电容吸取脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流局部对主电路而言有余量，故省去电感而承受简洁电容滤波平波电路。3.掌握电路现在变频调速器根本系用16位、32位单片机或DSP为掌握核心，从而实现全数字化掌握。而实现全数字化掌握。号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器实行的掌握方式，即速度掌握、转拒掌握、PID4逆变电路号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器实行的掌握方式，即速度掌握、转拒掌握、PID4逆变电路U、V、W120°电角度的三相沟通电压。五．逆变电路：无源逆变电路工作原理：容。容。上图中单相桥式逆变电路工作原理：上图中单相桥式逆变电路工作原理：T1、T4T2、T3u0=Ud；T1、T4T1、T4T2、T3u0=Ud；T1、T4T2、T3u0=－Ud;图4.2.4(b)所示的交变电压波形，其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压E滤波器滤波获得。〔〔〔〔。电压型半桥逆变电路：电压型逆变电路半桥逆变电路构造及波形：1和电压型逆变电路半桥逆变电路构造及波形：1和22A、0T1T2管均无驱动信号。电压型半桥逆变电路T1T2偏，且互补。假设负载为阻感负载，设t2T1T2偏，且互补。假设负载为阻感负载，设t2T1T2u0=Ud/2。t2T1，T2iD2u0=－Ud/2。t3i。降至零，D2T2i。开头反向增大，此时仍旧有u0=－Ud/2。在t4T2，同时给T1电流i。不能马上转变方向，D1先导通续流，此时仍旧有u0=Ud/2；t5i。降至零，T1u0=Ud/2电压型半桥逆变电路波形电压型单相全桥逆变电路：·T1T4T2T3成一对桥臂,T1T4成一对桥臂,T1T4T2T3T1(T)4T2(T3)的驱动信号互补，即T1T4T2T3180°。·纯电阻负载时：输出方波电压瞬时值：输出方波电压瞬时值：输出方波电压有效值：基波重量有效值：基波重量有效值：为单相半桥逆变电路的两倍。为单相半桥逆变电路的两倍。电压型单相全桥逆变电路图电压型单相全桥逆变电路电压、电流波形图电压型单相全桥逆变电路电压、电流波形图六．电压型三相逆变电路：工作过程：电压型三相桥式逆变电路的根本工作方式为180°导电型，即每个桥臂的导电角为180°，同一相上下桥臂交替导电的纵向换流方式，各相开头导120°。在一个周期内，6电压型三相桥式逆变电路的根本工作方式为180°导电型，即每个桥臂的导电角为180°，同一相上下桥臂交替导电的纵向换流方式，各相开头导120°。在一个周期内，6T1→T2→T3→T4→T5→T6，依次相隔60°，任一时刻均有三个管子同时导通，导通的组合挨次为T1T2T3，T2T3T4，T3T4T5，T4T5T6，T5T6T1，T6T1T2，每种组合工作60°。电压型三相桥式逆变电路驱动电路：IJBTIGBTIGBTIJBTIGBTIGBT2IGBT栅极的电隔离；二是供给适宜的栅极驱动脉冲。实现电隔离可承受脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。M57962L图如下图：三相桥式电压型逆变驱动电路保护电路：·以提高保护的牢靠性和合理性。I以提高保护的牢靠性和合理性。I2t值小于晶闸管的允许I2t值。三相PWM逆变电路的过流保护电路·过电压保护电路室内，为了使用便利不考虑来自雷击的威逼。时，保护电路中的电容会阻碍其电压的上升，从而使得电力