41單相方波電壓逆變41單相方波電壓逆變41單相方波電壓逆變第4章逆變電路?引言【原第5章】逆變的概念逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等。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。本章講述無(wú)源逆變2細(xì)細(xì)品味《去年的樹(shù)》，一種哀婉動(dòng)人的心緒會(huì)縈繞在我們心頭，久久揮之不去。究竟是什么打動(dòng)了我們的心？《去年的樹(shù)》是一個(gè)關(guān)于友誼的故事，但它的構(gòu)思卻與眾不同：故事剛交待了鳥(niǎo)兒和樹(shù)的友誼，樹(shù)就從故事中退出了。作者的敘述主線完全落在了鳥(niǎo)兒身上，讓鳥(niǎo)兒信守諾言，去追尋樹(shù)的蹤跡。故事的結(jié)局讓我們心靈震顫——鳥(niǎo)兒找到的已經(jīng)不是當(dāng)年枝葉繁茂的大樹(shù)，而是朋友的軀體點(diǎn)燃的燈火，盡管這樣，鳥(niǎo)兒還是對(duì)燈火唱起了這個(gè)故事打動(dòng)我們的不只是鳥(niǎo)兒的信守諾言，而是一種生死不渝的友誼。當(dāng)友誼超越了生死的界限，就成為感人肺腑的永恒情懷，成為巨大的精神力量。我覺(jué)得這是這個(gè)童話人文內(nèi)涵的主導(dǎo)傾向，它有別于其他歌頌友誼的課文，具有獨(dú)到的教育價(jià)值。當(dāng)我第一遍讀文本時(shí)，我覺(jué)得這篇作品的主旨在“環(huán)?！鄙希阂獝?ài)護(hù)樹(shù)木，保護(hù)樹(shù)木，不應(yīng)該亂加砍伐。但再讀幾遍后，我認(rèn)為作為文學(xué)作品，這篇童話更為重要的，在于非常生動(dòng)地?cái)懖⒏桧灹巳伺c人之間存在的深厚的愛(ài)意、純真忠誠(chéng)的友誼。小鳥(niǎo)對(duì)著燈火歌唱著，樹(shù)變成火柴，這是有形的，可是當(dāng)變成火光，就是無(wú)形的，小鳥(niǎo)為什么還要歌唱？小鳥(niǎo)對(duì)著不可觸摸的，已經(jīng)飄逝的火光唱歌，明明知道它已經(jīng)不會(huì)回答了。這是盡心，這是牽掛，這是深厚的愛(ài)意，這是純真的友誼，這是對(duì)自己的愛(ài)負(fù)責(zé)?！彪m然我對(duì)文本的解讀是到位的，但在教學(xué)中，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)小鳥(niǎo)的信守諾言做得不到位，感覺(jué)太突兀了，學(xué)生還不明白。二、重視整體把握和時(shí)間的安排對(duì)要進(jìn)行的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)先進(jìn)行估計(jì)，想想這一個(gè)步在課堂中我試圖把學(xué)生帶入文本，帶入作者的心靈。因此，我把指導(dǎo)學(xué)生朗讀作為重點(diǎn)，讓學(xué)生帶著憂傷，帶著對(duì)大樹(shù)的同情深深的去體會(huì)，去感悟。因?yàn)榉椒ǖ轿?，大膽放手，課堂基本達(dá)到了自己想要的那種境界。珍視學(xué)生獨(dú)特的感受。在最后３個(gè)自然段的學(xué)習(xí)中，我提出問(wèn)題：小鳥(niǎo)深情地注視著油燈的火苗，然后為火苗唱起了去年的那支歌。那是什么朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過(guò)，一聲朋友你會(huì)懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說(shuō)，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過(guò)，一聲朋友你會(huì)懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說(shuō)，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。歌，你能知道嗎？朋友一生一起走，那些日子不再有。一句話一輩子，一生情一杯酒。朋友不曾孤單過(guò)，一聲朋友你會(huì)懂。還有傷還有痛，還要走還有我。同學(xué)們暢所欲言，有的說(shuō)，有的唱，課堂氣氛達(dá)到了高潮。第4章逆變電路?引言【原第5章】逆變的概念逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等。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。本章講述無(wú)源逆變2IntroductionDC-to-acconvertersareknowsasinverters.Thefunctionofaninverteristochangeadcinputvoltagetoasymmetricacoutputvoltageofdesiredmagnitudeandfrequency.Theoutputvoltagecouldbefixedorvariablefrequency.Avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingtheinputdcvoltageandmaintainingthegainoftheinverterconstant.Ontheotherhand,ifthedcinputvoltageisfixedanditisnotcontrollable,avariableoutputvoltagecanbeobtainedbyvaryingthegainoftheinverter,whichisnormallyaccomplishedbypulse-width-modulation(PWM)controlwithintheinverter.3以單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的工作原理4.1.1

逆變電路的基本工作原理逆變電路及其波形舉例負(fù)載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。44.1.1

逆變電路的基本工作原理S1、S4閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓uo為正。S1、S4斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，負(fù)載電壓uo為負(fù)。直流電交流電54.1.1

逆變電路的基本工作原理逆變電路最基本的工作原理

——改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。逆變電路及其波形舉例a)b)tuoiot1t2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。阻感負(fù)載時(shí)，io相位滯后于uo，波形也不同。64.1.2換流方式分類【閱讀】換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。開(kāi)通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使器件開(kāi)通。關(guān)斷：全控型器件可通過(guò)門極關(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。74.2電壓型逆變電路1）逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-CSTI直流側(cè)是電流源84.2電壓型逆變電路2）電壓型逆變電路的特點(diǎn)電壓型全橋逆變電路

(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)輸出電壓為交流方波，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。94.2.1單相電壓型方波逆變電路1）半橋逆變電路u單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2工作原理V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和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，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。實(shí)際因功率管關(guān)斷不能瞬時(shí)完成，為防止電源經(jīng)功率管短路，上下管交替導(dǎo)通間須插入死區(qū)保證先關(guān)后開(kāi)10輸出電壓有效值基波有效值輸出電流11例：?jiǎn)蜗喟霕蚰孀兤麟娮柝?fù)載，輸入直流電壓200V，負(fù)載電阻10W，求

輸出電壓基波有效值；

輸出功率；

功率管每管電流平均值；總諧波失真度THD

124.2.1單相電壓型方波逆變電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值為Ud/2，基波有效值為0.45Ud，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)用：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。13單相電壓型方波全橋逆變電路2)全橋逆變電路共四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180°。輸出電壓合電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。改變輸出交流電壓的有效值只能通過(guò)改變直流電壓Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)。重復(fù)頻率和脈寬由控制極信號(hào)決定，幅值由直流電源電壓決定。14單相方波逆變電路工作特點(diǎn)輸出電壓波形與負(fù)載無(wú)關(guān)，恒為交變方波；輸出電流波形與負(fù)載性質(zhì)和參數(shù)有關(guān)。輸出電壓含奇次諧波，幅值隨諧波次數(shù)增加遞減。

臂內(nèi)換流：電流在同一導(dǎo)電橋臂內(nèi)器件間轉(zhuǎn)移。電流過(guò)零時(shí)換流，稱為自然換流。臂間換流：電流在不同橋臂間轉(zhuǎn)移。電流非零時(shí)換流，稱為強(qiáng)制換流。15輸出電壓分析基波幅值：基波電壓有效值：諧波相對(duì)幅值：總諧波失真度THD：16忽略損耗，對(duì)阻感負(fù)載，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率足夠高時(shí)，主要考慮輸出的基波正弦量，則有：

基波功率瞬時(shí)值包含直流分量和交流分量交流功率幅值與直流功率相當(dāng)，回饋時(shí)注入直流電網(wǎng)，直流側(cè)必須有足夠的吸收能力以保持直流電壓基本恒定。一般直流側(cè)須并聯(lián)一大容量的電容器。17例：?jiǎn)蜗鄻蚰孀兤麟娮柝?fù)載，輸入直流電壓200V，負(fù)載電阻10W，求

輸出電壓基波有效值；

輸出功率；

功率管每管電流平均值；總諧波失真度THD

18討論對(duì)相同的直流電壓輸入，半橋和全橋方波逆變每功率管承受的阻斷電壓相同，但全橋輸出功率是半橋的4倍，電流、電壓基波分量均為半橋的1倍。兩種逆變器輸出的總諧波失真度相同。輸出電壓頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)周期連續(xù)調(diào)節(jié)。194.2.1單相電壓型逆變電路的調(diào)壓阻感負(fù)載時(shí)，還可采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。a)單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV3的柵極信號(hào)比V1落后q

（0＜q

＜180°）。V3、V4的柵極信號(hào)分別比V2、V1的前移180°－q。輸出電壓是正負(fù)各為q的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。20相移式方波逆變電路

電路工作模式：改變移相角即改變輸出電壓基波有效值

21

輸出電壓分析

選坐標(biāo)原點(diǎn)于q2/2，則

22相移式方波逆變電路的特點(diǎn)

兼具有變頻調(diào)壓功能二極管均具有零電壓零電流關(guān)斷(ZVZCOFF)環(huán)境，可控器件具有零電壓零電流(ZVZCON)開(kāi)通環(huán)境，器件開(kāi)關(guān)損耗下降；輸出零壓期間，內(nèi)部存在環(huán)流，導(dǎo)通損耗增加?；鶞?zhǔn)臂電流i1與移相臂電流i2波形存在明顯差異。輸出電壓諧波含量仍然偏高,且隨移相角變化。23帶中心抽頭變壓器的單相電壓型逆變電路【了解】帶中心抽頭變壓器的逆變電路Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為