第5章逆变电路 引言 51换流方式 52电压型逆变电路 53电流型逆变电路 54多重逆变电路和多电平逆变电路 本章小节 它力电子术
电力电子技术 5-1 第5章 逆变电路 引言 5.1 换流方式 5.2 电压型逆变电路 5.3 电流型逆变电路 5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 本章小节
第5章逆变电路·引言 逆变的概念 逆变——与整流相对应,直流电变成交流电 交流侧接电网,为有源逆变 本章讲述无源逆变 自交流侧接负载,为无源逆变 ●逆变与变频 a变频电路:分为交交变频和交直交变频两种 交直交变频由交直变换(整流)和直交变换两部分组 成,后一部分就是逆变。 主要应用 各种直流电源,如蓄电池、干电池、太阳能电池等 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装置的核心部分都是逆变电路 它力电子术
电力电子技术 5-2 第5章 逆变电路 • 引言 ▪ 逆变的概念 逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。 交流侧接电网，为有源逆变。 交流侧接负载，为无源逆变。 逆变与变频 变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组 成，后一部分就是逆变。 ▪ 主要应用 ▪ 各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 ▪ 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。 本章讲述无源逆变
51换流方式 511逆变电路的基本工作原理 512换流方式分类 它力电子术
电力电子技术 5-3 5.1 换流方式 5.1.1 逆变电路的基本工作原理 5.1.2 换流方式分类
511逆变电路的基本工作原理 ●以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原 理 S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅 助电路组成。 负载 U. 图5-1逆变电路及其波形举例 它力电子术
电力电子技术 5-4 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原 理 5.1.1 逆变电路的基本工作原理 图5-1 逆变电路及其波形举例 负载 a) b) t S1 S2 S3 S4 i o uo Ud u o i o t 1 t 2 S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅 助电路组成
511逆变电路的基本工作原理 S1、S4闭合,S2、S2断开时,负载电压un为正 aS1、S4断开,S2、S2闭合时,负载电压u为负 S1、S4闭合,S2、S3断开时电路和波形图 l 负载 直流电 S2、S3闭合,S1、S4断开时电路和波形图 交流电 载 电力史子故不
电力电子技术 5-5 5.1.1 逆变电路的基本工作原理 S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。 直流电 交流电
511逆变电路的基本工作原理 參逆变电路最基本的 工作原理—改变 两组开关切换频率 负载 可改变输出交流电 2 频率 6电阻负载时,负载电流i a 和的波形相同,相位也 lo 相同。 阻感负载时,动相位滞后 于乙n,波形也不同。 b) 图5-1逆变电路及其波形举例 它力电子术 5-6
电力电子技术 5-6 5.1.1 逆变电路的基本工作原理 逆变电路最基本的 工作原理 ——改变 两组开关切换频率， 可改变输出交流电 频率。 图5-1 逆变电路及其波形举例 a) u b) t o i o t 1 t 2 电阻负载时，负载电流i o 和uo的波形相同，相位也 相同。 阻感负载时，i o相位滞后 于uo，波形也不同
512换流方式分类 ●换流——电流从一个支路向另一个支路转 移的过程,也称为换相 开通:适当的门极驱动信号就可使器件开通。 关断: 全控型器件可通过门极关断。 半控型器件晶闸管,必须利用外部条件才能关断。 般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压,才能 关断。 研究换流方式主要是研究如何使器件关断。 ●本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此安排在 本章集中讲述 它力电子术
电力电子技术 5-7 5.1.2 换流方式分类 换流——电流从一个支路向另一个支路转 移的过程，也称为换相。 开通：适当的门极驱动信号就可使器件开通。 关断： 全控型器件可通过门极关断。 半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断。 一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能 关断。 研究换流方式主要是研究如何使器件关断。 本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此安排在 本章集中讲述
512换流方式分类 器件换流( Device Commutation) 利用全控型器件的自关断能力进行换流。 在采用|GBT、电力 MOSFET、GTO GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器 件换流 2)电网换流( Line Commutation) 电网提供换流电压的换流方式 将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即 可使其关断。不需要器件具有门极可关断能 力,但不适用于没有交流电网的无源逆变电 路 3)负载换流( Load commutation) 4)强迫换流( Forced Commutation) 它力电子术 5-8
电力电子技术 5-8 5.1.2 换流方式分类 1) 器件换流（Device Commutation） ▪ 利用全控型器件的自关断能力进行换流。 ▪ 在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、 GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器 件换流。 2) 电网换流（Line Commutation） ▪ 电网提供换流电压的换流方式。 ▪ 将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即 可使其关断。不需要器件具有门极可关断能 力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电 路。 3) 负载换流（Load Commutation） 4) 强迫换流（Forced Commutation）
512换流方式分类 由负载提供换流电压的换流方式 负载电流的相位超前于负载电压的 场合,都可实现负载换流 R 如图是基本的负载换流电路,4个 VI 桥臂均由晶闸管组成。 整个负载工作在接近并联谐振状态 而略呈容性。 直流侧串电感,工作过程可认为 基本没有脉动 VT1VT 负载对基波的阻抗大而对谐波的阻 抗小。所以u接近正弦波 VT 2 注意触发ⅥT2、VT的时刻1必须在w4 UO过零前并留有足够的裕量,才能 使换流顺利完成。 它力电子术 图52负载换流电路及其工作波形9
电力电子技术 5-9 5.1.2 换流方式分类 图5-2 负载换流电路及其工作波形 ▪ 由负载提供换流电压的换流方式。 ▪ 负载电流的相位超前于负载电压的 场合，都可实现负载换流。 ▪ 如图是基本的负载换流电路，4个 桥臂均由晶闸管组成。 ▪ 整个负载工作在接近并联谐振状态 而略呈容性。 ▪ 直流侧串电感，工作过程可认为id 基本没有脉动。 ▪ 负载对基波的阻抗大而对谐波的阻 抗小。所以uo接近正弦波。 ▪ 注意触发VT2、VT3的时刻t1必须在 uo过零前并留有足够的裕量，才能 使换流顺利完成
512换流方式分类 4)强迫换流( Forced commutation) 设置附加的换流电路,给欲关断的晶闸管强迫 施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。 a通常利用附加电容上所储存的能量来实现,因 此也称为电容换流。 0分类 由换流电路内电容 直接耦合式 直接提供换流电压 强迫换流 通过换流电路内的 电容和电感的耦合 电感耦合式 来提供换流电压或 强迫换流 换流电流 它力电子术 5-1
电力电子技术 5-10 4)强迫换流（Forced Commutation） 5.1.2 换流方式分类 由换流电路内电容 直接提供换流电压 直接耦合式 强迫换流 通过换流电路内的 电容和电感的耦合 来提供换流电压或 换流电流 电感耦合式 强迫换流 设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫 施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。 通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因 此也称为电容换流。 分类