电力电子课件-第六章 变频电路.ppt

第六章 变频电路 §6—1、基本概念 一、分类 交——直——交和交——交 二、工作原理 1.交——直——交变频器（无源逆变器) §6—1、基本概念 2. 交——交变频器 §6—1、基本概念 3、 变频器的换流方式 换流概念；直流供电时，如使已通元件关断 （1）、电网换流 利用电网电压换流，只适合交——交变频器 （2）、负载谐振式换流 利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载电流超前于电压时间大于tq，即能实现换流，分串，并联。 §6—1、基本概念 VT1导通，C充电左（—）右（+），为换流做准备； VT2导通，C上电压反向加至VT1，换流，C反向充电。 （4）、采用自关断器件 §6—2、负载谐振式逆变器 1.并联谐振式逆变器 2.串联谐振式逆变器 §6—3、强迫换流式逆变器 属180o导电型，次序∶VT1- VT2- VT3- VT4- VT5- VT6- VT1. 任一瞬间都有三个晶闸管导通，三相电流同时流通。 §6—3、强迫换流式逆变器 §6—3、强迫换流式逆变器 (1)??? VT1稳定导通 0-t1 IT1=iA A点与P点同电位 UC1=0 UC4=Ud，极性上(十)下(一) X、Y、A点的电位均为Ud (2) 换流阶段 t1=t2 在tl时刻触通VT4， C4经过VT4和 L4放电，UC4上的电压不能突变，L4 两端出现上(十)下(一)的电压Ud §6—3、强迫换流式逆变器 L1两端也要感应上(十)下(一)的电压Ud 即X点相对N点的电位由Ud升至2Ud,VT1受反压Ud iT1: IA降至0，VT1关断；iT4: 0升至IA 在C4放电、C1充电过程中，应满足uC1+uC2=Ud， 当uc4=ucl=1/2Ud时，L4和L1上的电压也均1/2Ud， 故X点电位为Ud，则VTl反压=0。从t到此刻的时间即为VTl承受反压时间tυ 结束时，uC4=0， X点、Y点和A点电位也都为零，ucl=Ud §6—3、强迫换流式逆变器 (3)环流阶段 t2-t3 t=t2时，iT4=Im,随后小iT4下降，在L4两端产生上(一)下(十)的感应 电势,使VD4受正向电压而导通。在此期间VD4上通过两个电流∶ (a)沿VD4、L4、VT4形成的环流，使L4中的能量消耗在放电回路 电阻上； (b)沿VD4、A相负载、电源回路的电流，将负载电感中的能量反 馈到直流电源， iD4=IA+iT4 §6—3、强迫换流式逆变器 (4)反馈阶段 t3-t4 t=t3时，环流衰减至零，VT4关断，而感性负载电流iA仍经VD4 流通，将负载电感的能量反馈至电源，当负载电流入下降至零， 整个换流过程即告结束。 (5)负载电流反向阶段 t=t4，IA=0 由于触发脉冲宽度大于90o电角度,VT4再次触发导,IA反向 §6—3、强迫换流式逆变器 输出电压波形∶ 0-60o: §6—3、强迫换流式逆变器 60o-120o: §6—3、强迫换流式逆变器 uAB = uA0 - uB0 uBC = uB0 - uC0 uCA = uC0 – uA0 §6—4、逆变器的多重化技术 改善方波逆变的输出波形：中小容量： 大容量：多重化技术 思路：用阶梯波逼近正弦波 一、直接输出多重化逆变器 两个基本型电流型逆变器并联，相位相差30o §6—4、逆变器的多重化技术 特点：直接并联，结构简单，适用于低压电流 各逆变器功率因数不同，功率不同，提供转矩不同，各整流桥 须独立控制，整流变压器次级绕组应相互隔离。 §6—4、逆变器的多重化技术 特点：各逆变器输出功率因数，输出功率相同，各整流桥使用同一 控制器。 加变压器可适合高压电机 §6—4、逆变器的多重化技术 三、谐波分析，比较 §6—5、PWM逆变器 §6—5、PWM逆变器 一、 基本原理 1、 单脉冲调制 §6—5、PWM逆变器 uC——三角载波信号电压 uT——控制参考信号电压 u—— 调制脉冲信号，脉宽 取决于uT uC区间大小 §6