第5章_直流-交流变换电路精品.ppt

图5-4-6 三相SPWM逆变电路及波形 当urUuc时，给V1导通信号，给V4关断信号，uUN’=Ud/2 当urUuc时，给V4导通信号，给V1关断信号，uUN’=-Ud/2 当给V1(V4)加导通信号时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通 uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形只有±Ud/2两种电平 uUV波形可由uUN’-uVN’得出，当1和6通时，uUV=Ud，当3和4通时，uUV=－Ud，当1和3或4和6通时，uUV=0 输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成 负载相电压PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共5种电平组成 控制规律： 防直通的死区时间 同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间 死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定 死区时间会给输出的PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波 5、PWM逆变电路的控制方式 异步调制和同步调制 载波比 ——载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr 根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制 异步调制 异步调制 ——载波信号和调制信号不同步的调制方式 通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的 在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称 当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小 当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时 使载波与信号波保持同步，即N等于常数。 图5-4-7 同步调制三相PWM波形 讨论： 基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定 三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称 为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数 fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除 fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受 本章小结 掌握逆变电路的基本工作原理，分类方法，重点掌握电压型逆变电路和电流型逆变工作原理分析方法。 掌握PWM的基本工作原理及SPWM调制方法 * 图5-2-4 电压型三相桥式逆变电路的工作波形 三相电压型逆变电路 桥臂1、3、5的电流相加可得直流侧电流id的波形，id每60°脉动一次，直流电压基本无脉动，因此逆变器从交流侧向直流侧传送的功率是脉动的，电压型逆变电路的一个特点 . 定量分析 1.输出线电压 三相电压型逆变电路 uUV展开成傅里叶级数 式中： 定量分析 1.输出线电压 输出线电压有效值 基波幅值 基波有效值 三相电压型逆变电路 2.负载相电压 uUN展开成傅里叶级数得 三相电压型逆变电路 式中： 2.负载相电压 负载相电压有效值 基波幅值 基波有效值 三相电压型逆变电路 防止同一相上下两桥臂开关器件直通采取“先断后通”的方法 在两个器件间留一个短暂的死区时间 “先断后通”的方法对于工作在上下两桥臂互补方式下的电路适用，单相半桥和单相全桥逆变电路必须采用此方法。 逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同 电压型逆变电路——又称为电压源型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI 直流侧大电容滤波 是电压源 电流型逆变电路——又称为电流源型逆变电路 Current Source Type Inverter-VSTI 直流侧大电感滤波 是电流源 图5-3-1 电流型三相桥式逆变电路 电流型逆变电路 直流电源为电流源的逆变电路 一般在直流侧串联大电感，电流脉动很小，可近似 看成直流电流源 实例之一：图5-3-1电流型三相桥式逆变电路 吸收换流时 负载电感中存贮的能量 第三节 电流型逆变电路 电流型逆变电路主要特点 (1)?直流侧串大电感，相当于电流源 (2)?交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因 负载不同而不同 (3)?交流侧为阻感负载时需提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管 电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍 应用较多 换流方式有负载换流、强迫换流 第三节 电流型逆变电路 图5-3-2 单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路 4桥臂，每桥臂晶闸管各串联一个电抗器LT，用来限制晶闸管开通时的di/dt 器件1、4和器件2、3以1000~2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流电 1、单相电流型逆变电路 图5-3-2 单相桥式电流型（并联谐振式）