1、電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：第4章 交流電力控制電路和交交變頻電路交流變交流第3章 直流斬波電路直流變直流第2章 整流電路交流變直流直流變交流有源逆變有源逆變返回返回電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 逆變概念逆變概念 逆變逆變與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電v 交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變v 交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變第第5章章 逆變電路逆變電路 逆變電路的應(yīng)用逆變電路的應(yīng)用v 蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等直流電源向交流負(fù)載供電時(shí)，需蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等直流

2、電源向交流負(fù)載供電時(shí)，需要逆變電路要逆變電路v 交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路裝置的核心部分都是逆變電路逆變與變頻逆變與變頻v變頻電路：交交變頻和交直交變頻兩種變頻電路：交交變頻和交直交變頻兩種v交直交變頻由交直變換和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變交直交變頻由交直變換和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變特別提示：特別提示：本內(nèi)容是下學(xué)期電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中交流調(diào)速的基本知識(shí)。本內(nèi)容是下學(xué)期電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中交流調(diào)速的基本知識(shí)。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電

3、 路路5.1 換流方式換流方式逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理?yè)Q流方式分類換流方式分類5.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路5.1 5.1 換流換流方式方式 5.1.1 5.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理 單相橋式逆變電路單相橋式逆變電路S1S4是橋式電路的是橋式電路的4個(gè)臂，個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電由電力電子器件及輔助電路組成路組成v改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率v電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同v阻

4、感負(fù)載時(shí)，io相位滯后于uo，波形也不同直流電交流電+ -+ - + - + 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路5.1.2 5.1.2 換流方式分類換流方式分類 換流：電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱換相。換流：電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱換相。 開(kāi)通：適當(dāng)?shù)目刂茦O驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使其開(kāi)通關(guān)斷：全控型器件可通過(guò)控制極關(guān)斷半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷(一般在晶閘管電流過(guò)零后施加一定時(shí)間反壓，才能關(guān)斷) 研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路1. 1. 器件換流器件換流利用全控型器件的自關(guān)斷能

5、力進(jìn)行換流2. 2. 電網(wǎng)換流電網(wǎng)換流可控整流電路三相交流調(diào)壓電路 電網(wǎng)換流采用相控方式的交交變頻電路由電網(wǎng)提供換流電壓IGBT 、電力MOSFET 、GTO 、GTR只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷，不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，也不需要為換流附加任何元件。但不適用于沒(méi)有交流電網(wǎng)的直流斬波和無(wú)源逆變電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路3. 3. 負(fù)載換流負(fù)載換流負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí)負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí) 負(fù)載為同步電動(dòng)機(jī)時(shí)負(fù)載為同步電動(dòng)機(jī)時(shí)由負(fù)載提供換流電壓由負(fù)載提供換流電壓4個(gè)橋臂均由晶閘管組成負(fù)載是電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略

6、呈容性。+-負(fù)載電流相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合負(fù)載電流相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流負(fù)載換流電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路4. 4. 強(qiáng)迫換流強(qiáng)迫換流設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓或反向電流的換流方式電壓或反向電流的換流方式直接耦合式強(qiáng)迫換流直接耦合式強(qiáng)迫換流由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓晶閘管晶閘管VT通態(tài)時(shí)，預(yù)先給電容通態(tài)時(shí)，預(yù)先給電容C充充電。合上開(kāi)關(guān)電。合上開(kāi)關(guān)S，就可使晶閘管被施就可使晶閘管被施加反向電壓而關(guān)斷。加反向電壓而關(guān)斷。SVT負(fù)載負(fù)載+C電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆

7、逆 變變 電電 路路電感耦合式強(qiáng)迫換流電感耦合式強(qiáng)迫換流通過(guò)換流電路內(nèi)電容和電感的耦合提供換流電壓或換流電流CL+VDSCVT負(fù)載負(fù)載+LSVT負(fù)載負(fù)載VDb)a)圖圖a a中，接通中，接通S S后，后，LCLC振蕩電流振蕩電流將反向流過(guò)將反向流過(guò)VTVT，與與VTVT的負(fù)載電的負(fù)載電流相減，直到流相減，直到VTVT的合成正向電的合成正向電流減至零后，再流過(guò)二極管流減至零后，再流過(guò)二極管VDVD。L CL C 振 蕩 第振 蕩 第一 個(gè) 半 周一 個(gè) 半 周期內(nèi)關(guān)斷期內(nèi)關(guān)斷L CL C 振 蕩 第振 蕩 第二 個(gè) 半 周二 個(gè) 半 周期內(nèi)關(guān)斷期內(nèi)關(guān)斷圖圖b b中，接通中，接通S S后，后，LC

8、LC振蕩電流先正向流振蕩電流先正向流過(guò)過(guò)VTVT并和并和VTVT中原有的負(fù)載電流疊加，經(jīng)過(guò)中原有的負(fù)載電流疊加，經(jīng)過(guò)半個(gè)振蕩周期振蕩電流反向流過(guò)半個(gè)振蕩周期振蕩電流反向流過(guò)VTVT，直到直到VTVT的合成正向電流減至零后，再流過(guò)二極的合成正向電流減至零后，再流過(guò)二極管管VDVD。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路給晶閘管加上反向電壓而使其關(guān)斷的換流電壓換流電壓換流電流換流電流換流先使晶閘管電流減為零，然后通過(guò)反并聯(lián)二極管使其加 反向電壓的換流器件換流 只適用于全控型器件電網(wǎng)換流負(fù)載換流 針對(duì)晶閘管強(qiáng)迫換流電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路器件換流強(qiáng)迫換流

9、因器件或變流器自身原因引起換流自換流電網(wǎng)換流負(fù)載換流借助于外部手段（電網(wǎng)電壓或負(fù)載電壓）換流外部換流自換流逆變電路自換流逆變電路 采用自換流方式逆變的電路外部換流逆變電路外部換流逆變電路 采用外部換流方式逆變的電路熄滅熄滅 當(dāng)電流不是從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移，而是在支路內(nèi)部終止流通而變?yōu)榱?電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路電流型逆變電路（電流源型逆變電路）電壓型逆變電路（電壓源型逆變電路）直流側(cè)是電壓源直流側(cè)是電流源5.2 5.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路 逆變電路按其直流電源性質(zhì)不同分為兩種逆變電路按其直流電源性質(zhì)不同分為兩種逆變電路按輸出電壓相數(shù)分為逆變電路按輸

10、出電壓相數(shù)分為單相逆變器單相逆變器三相逆變器三相逆變器電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路5.2.1 5.2.1 單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路 電壓型逆變電路的特點(diǎn)：電壓型逆變電路的特點(diǎn)：(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。 (2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。 (3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路1 1半橋逆變電路半橋逆變電路半橋逆變電路有兩個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂有一個(gè)可控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個(gè)

11、相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個(gè)電容的連接點(diǎn)是直流電源的中點(diǎn)。負(fù)載連接在直流電源中點(diǎn)和兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 V1或V2通時(shí)，負(fù)載電流io和電壓uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量。 VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，負(fù)載電感中貯藏的能量向直流側(cè)反饋。輸出輸出電壓電壓uo為矩形波，幅值為為矩形波，幅值為Um=Ud/2 輸出電流輸出電流io波形隨負(fù)載情況而異。波形隨負(fù)載情況而異。VD2V2VD1兩橋臂交替各導(dǎo)通兩橋臂交替各導(dǎo)通180 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路負(fù)載電感將

12、其吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)，反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容器中，直流側(cè)電容器起著緩沖這種無(wú)功能量的作用。二極管反饋二極管反饋二極管續(xù)流二極管續(xù)流二極管負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道使負(fù)載電流連續(xù)u可控器件是不具有門極可關(guān)斷能力的晶閘管時(shí)，須附加強(qiáng)迫換流電路才能正常工作。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路半橋逆變電路特點(diǎn)半橋逆變電路特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 簡(jiǎn)單，使用器件少 缺點(diǎn) 輸出交流電壓幅值Um僅為Ud/2，直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，工作時(shí)要控制兩個(gè)電容器電壓均衡半橋逆變電路常用于幾kW以下的小功率逆變電源單相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5

13、逆逆 變變 電電 路路2 2全橋逆變電路全橋逆變電路電壓型全橋逆變電路可看成由兩個(gè)半橋電路組合而成，共4個(gè)橋臂，橋臂1和4為一對(duì)，橋臂2和3為另一對(duì)，成對(duì)橋臂同時(shí)導(dǎo)通，兩對(duì)交替各導(dǎo)通兩對(duì)交替各導(dǎo)通180180Um=UdVD3、VD2V3 、V2.電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 tsintsintsinUu5513314doddo1m2714U.UU dd1o9022U.UU 輸出電壓定量分析輸出電壓定量分析 u uo o展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)：展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)： 基波幅值基波幅值 基波有效值基波有效值 以上以上u uo o為正負(fù)各為正負(fù)各180180，要改變輸出電壓有效值只能

14、改變，要改變輸出電壓有效值只能改變Ud來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 對(duì)半橋逆變電路也適用，對(duì)半橋逆變電路也適用，將式中的將式中的Ud換成換成Ud /2還可采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓還可采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓移相調(diào)壓移相調(diào)壓。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路采用移相方式調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓采用移相方式調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓實(shí)際就是調(diào)節(jié)輸出電壓脈沖的寬度實(shí)際就是調(diào)節(jié)輸出電壓脈沖的寬度移相調(diào)壓移相調(diào)壓 各各IGBT柵極信號(hào)為柵極信號(hào)為180正偏，正偏，180反偏，且反偏，且V1和和V2柵極信號(hào)互補(bǔ)，柵極信號(hào)互補(bǔ)，V3和和V4柵極信號(hào)互補(bǔ)柵極信號(hào)互補(bǔ) V3的基極信號(hào)不是比的基極信號(hào)不是

15、比V1落后落后180，而，而是只落后是只落后 ( 0 180) V3、V4的柵極信號(hào)分別比的柵極信號(hào)分別比V2、V1的前的前移移180- 輸出電壓輸出電壓uo是正負(fù)各為是正負(fù)各為 的脈沖的脈沖電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路tOtOtOtOtOq quG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iououo成為正負(fù)各為成為正負(fù)各為 的脈沖，改變的脈沖，改變 即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。 u在在純電阻負(fù)載時(shí)，純電阻負(fù)載時(shí)，VD1VD4不再導(dǎo)通，不起續(xù)流作用，不再導(dǎo)通，不起續(xù)流作用，uo為零的期間，為零的期間，4個(gè)橋臂均不能導(dǎo)通，負(fù)載沒(méi)有電流。個(gè)橋臂均不能導(dǎo)

16、通，負(fù)載沒(méi)有電流。V1、V4V1 、 VD3VD3、VD2V2、V3.電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路，采用三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路，采用IGBTIGBT作為開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)器件的電壓型三相橋式逆變電路可看成由三個(gè)半橋逆變電路組成。器件的電壓型三相橋式逆變電路可看成由三個(gè)半橋逆變電路組成。l 電壓型三相橋式逆變電電壓型三相橋式逆變電路也是路也是180180導(dǎo)電方式導(dǎo)電方式l 每橋臂導(dǎo)電角度每橋臂導(dǎo)電角度180180，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度依次各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度依次相差相差120

17、 120 l 在任一瞬間將有三個(gè)在任一瞬間將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通橋臂同時(shí)導(dǎo)通l 每次換流都是在同一每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為稱為縱向換流縱向換流5.2.2 5.2.2 三相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 UNWNWUWNVNVWVNUNUVuuuuuuuuu負(fù)載線電壓負(fù)載線電壓負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓NN WNWN NN VNVN NN UNUNuuuuuuuuu)uuu()uuu(uWNVNUN WN VN UN NN 3131三相對(duì)稱負(fù)載三相對(duì)稱負(fù)載電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路

18、路)uuu(u WNVN UNNN 31NNUNUNuuu 橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流id的波形，id每60脈動(dòng)一次，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，因此逆變器從交流側(cè)向直流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 定量分析定量分析v 負(fù)載線電壓負(fù)載線電壓w 輸出線電壓輸出線電壓uUV展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù) nktnsin)(ntsinUtsintsintsintsintsinUu1132131311111177155132ddUV16 kn式中， ，k為自然數(shù)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路w 輸出線電壓有效值輸出線電壓有效

19、值w 基波幅值基波幅值w 基波有效值基波有效值d202UVUV8160d21U.tuU ddUV1m1132U.UU ddUV1mUV178062U.UUU 問(wèn)題問(wèn)題: :負(fù)載相電壓的展開(kāi)式、有效值、基波幅值、基波有效值？電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：電壓型逆變電路的特點(diǎn)：電壓型逆變電路的特點(diǎn)：(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。 (2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。 (3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路

20、路 直流電源為電流源的逆變電直流電源為電流源的逆變電路路電流型逆變電路電流型逆變電路 一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動(dòng)很小，可近似看成直流流脈動(dòng)很小，可近似看成直流電流源電流源 交流側(cè)電容用于吸收換流時(shí)負(fù)交流側(cè)電容用于吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存貯的能量載電感中存貯的能量 應(yīng)用：在經(jīng)常啟、制動(dòng)和正反應(yīng)用：在經(jīng)常啟、制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)變頻控制系統(tǒng)中，得到了更轉(zhuǎn)變頻控制系統(tǒng)中，得到了更廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用。5.3 5.3 電流型逆變電路電流型逆變電路 電流型三相橋式電流型三相橋式逆變電路逆變電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 電流型逆變電路主要特點(diǎn)電流型逆變

21、電路主要特點(diǎn) (1)(1) 直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源 (2) (2) 交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負(fù)交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同載不同而不同 (3) (3) 直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管件反并聯(lián)二極管v電流型逆變電路中，采用半電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多控型器件的電路仍應(yīng)用較多v換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流換流(4)(4) 容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行(5)(5) 由于可以使用電流環(huán)控制電流，響應(yīng)

22、速度快，動(dòng)態(tài)性能好，由于可以使用電流環(huán)控制電流，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)性能好，更適合電動(dòng)機(jī)頻繁啟、制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。更適合電動(dòng)機(jī)頻繁啟、制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路5.3.1 5.3.1 單相電流型逆變電路單相電流型逆變電路5.3.2 5.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路5.3 5.3 電流型逆變電路電流型逆變電路大多采用橋式電路，利大多采用橋式電路，利用負(fù)載諧振原理?yè)Q流，用負(fù)載諧振原理?yè)Q流，稱為并聯(lián)諧振逆變器。稱為并聯(lián)諧振逆變器。多用于金屬熔煉、淬多用于金屬熔煉、淬火的中頻加熱電源?；鸬闹蓄l加熱電源。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變

23、 電電 路路1) 1) 電路電路由四個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂由四個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂的晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器，的晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器，用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的d di i/d/dt t5.3.1 5.3.1 單相電流型逆變電路單相電流型逆變電路 1 1、4 4和和2 2、3 3以以1000-25001000-2500HzHz的中的中頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電Ud中頻爐，為一個(gè)感應(yīng)線圈工作方式為工作方式為負(fù)載換相負(fù)載換相電容電容C和和L 、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路構(gòu)成并聯(lián)諧振電路因晶閘管交替觸發(fā)頻率接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)外加因晶閘管交替觸發(fā)頻率接

24、近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)外加矩形波電壓的基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低阻抗，輸出電壓波形是矩形波電壓的基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低阻抗，輸出電壓波形是很好的中頻很好的中頻正弦波正弦波。l輸出電流波形接近輸出電流波形接近矩形波矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠(yuǎn)小于基波遠(yuǎn)小于基波電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)通階段和一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段兩個(gè)換流階段2) 2) 工作分析工作分析vt2之前之前：VT1和和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通穩(wěn)定導(dǎo)通階段階段，i=Id，t2時(shí)刻前在時(shí)刻前在C上上建立了左正右負(fù)的電壓建立了左正右負(fù)的電壓

25、t2t4：t2時(shí)觸發(fā)時(shí)觸發(fā)VT2和和VT3開(kāi)通，開(kāi)通，進(jìn)入進(jìn)入換流階段換流階段。LT使使VT1、VT4不能立刻關(guān)斷，電不能立刻關(guān)斷，電流有一個(gè)減小過(guò)程。流有一個(gè)減小過(guò)程。VT2、VT3電流電流有一個(gè)增大過(guò)程。有一個(gè)增大過(guò)程。4個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電:LT1、VT1、VT3、LT3到到C；LT2、VT2、VT4、LT4到到C。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路 io在在t3時(shí)刻，即時(shí)刻，即iVT1=iVT2時(shí)刻過(guò)零，時(shí)刻過(guò)零，t3時(shí)刻大體位于時(shí)刻大體位于t2和和t4的中點(diǎn)。的中點(diǎn)。

26、t=t4時(shí)，時(shí)，VT1、VT4電流減至零而電流減至零而關(guān)斷，換流階段結(jié)束。關(guān)斷，換流階段結(jié)束。 t4t2= t 稱為換流時(shí)間。稱為換流時(shí)間。保證晶閘管的可靠關(guān)斷保證晶閘管的可靠關(guān)斷晶閘管需一段時(shí)間才能恢復(fù)晶閘管需一段時(shí)間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使要使VT1、VT4承受一段反壓承受一段反壓時(shí)間時(shí)間t。t= t5- t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間時(shí)間tq。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路t為觸發(fā)引前時(shí)間為觸發(fā)引前時(shí)間 io超前于超前于uo的時(shí)間為的時(shí)間為 表示為電角度表示為電角度 是負(fù)載的功率因數(shù)角；是負(fù)載的功率因數(shù)角；為電

27、路工作角頻率；為電路工作角頻率；、分別是分別是t、t對(duì)應(yīng)的電角度。對(duì)應(yīng)的電角度。ttt ttt2 22tt為保證為保證可靠換流可靠換流應(yīng)在應(yīng)在uo過(guò)零前過(guò)零前t= t5- t2時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT2、VT3電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路脈動(dòng)頻率為交流輸出脈動(dòng)頻率為交流輸出電壓頻率的電壓頻率的2倍倍緩沖無(wú)功能量緩沖無(wú)功能量電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路3) 3) 數(shù)量分析數(shù)量分析 忽略換流過(guò)程，忽略換流過(guò)程，io可近似成矩形波，展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)可近似成矩形波，展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù) 基波電流有效值基波電流有效值 負(fù)載電壓有效值負(fù)載電壓有效值Uo和直流電壓

28、和直流電壓Ud的關(guān)系（忽略的關(guān)系（忽略Ld的損耗，忽的損耗，忽略晶閘管壓降）略晶閘管壓降） tsintsintsinIi5513314dodd1o9024I.II cosU.cosUUddo11122電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路實(shí)際工作過(guò)程中，感應(yīng)線圈參數(shù)隨時(shí)間變化，必須使工作頻率適應(yīng)負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種控制方式稱為自勵(lì)方式自勵(lì)方式固定工作頻率的控制方式稱為他勵(lì)方式他勵(lì)方式自勵(lì)方式存在起動(dòng)問(wèn)題，解決方法：v先用他勵(lì)方式，系統(tǒng)開(kāi)始工作后再轉(zhuǎn)入自勵(lì)方式v附加預(yù)充電起動(dòng)電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路5.3.2 5.3.2 三相電流型逆變電路

29、三相電流型逆變電路 1) 1) 電路分析電路分析 基本工作方式是基本工作方式是120120導(dǎo)電方式導(dǎo)電方式每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120120，每個(gè)，每個(gè)時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，換流方式為換流方式為橫向換流橫向換流。2) 2) 波形分析波形分析 輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，正負(fù)脈沖各正負(fù)脈沖各120120的矩形波。的矩形波。 輸出電流和三相橋整流帶大電輸出電流和三相橋整流帶大電感負(fù)載時(shí)的交流電流波形相同，感負(fù)載時(shí)的交流電流波形相同，諧波分析表達(dá)式也相同。諧波分析表達(dá)式也相同。 輸出線電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有輸出線電壓波形和

30、負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，大體為正弦波。關(guān)，大體為正弦波。 輸出交流電流的基波有效值。輸出交流電流的基波有效值。dd1U7806I.II ddUV1mUV178062U.UUU 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路l 串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。是電流型三相橋式逆變電路。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。120導(dǎo)電工作方式，輸出波形與前面的波形大體相同。強(qiáng)迫換流方式，電容C1C6為換流電容。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路CC2313 容電器充電規(guī)律：容電器充電規(guī)律：共陽(yáng)極晶閘管，電容器與導(dǎo)通晶閘管相連接的一

31、端為正，共陽(yáng)極晶閘管，電容器與導(dǎo)通晶閘管相連接的一端為正，另一端為負(fù)；不與導(dǎo)通晶閘管相連接的另一電容器電壓為零。另一端為負(fù)；不與導(dǎo)通晶閘管相連接的另一電容器電壓為零。等效換等效換流電容流電容等效換流電容概念：等效換流電容概念：電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)5 5 逆逆 變變 電電 路路從從VT1向向VT3換流的過(guò)程換流的過(guò)程換流前換流前VT1和和VT2通，通，C13電壓電壓UC0左正右負(fù)左正右負(fù)w恒流放電階段恒流放電階段t1時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1被施以被施以反壓而關(guān)斷反壓而關(guān)斷Id從從VT1換到換到VT3，C13通過(guò)通過(guò)VD1、U相負(fù)載、相負(fù)載、W相負(fù)載、相負(fù)載、VD2、VT2、直流電源和直流電源和VT3放電，放電電流恒放電，放電電流恒為為Id，故稱故稱恒流放電階段恒