文档介绍：现代电力电子及变流技术
第五章
逆变器工作原理和控制技术
第五章逆变器工作原理和控制技术
逆变电路的基本原理
单相逆变电路结构和工作原理
单相逆变器控制技术
三相逆变电路结构和工作原理
四桥臂逆变电路结构和工作原理
四桥臂逆变器3DSVPWM
逆变电路的基本原理
逆变的概念
将直流电转换为交流电的过程。
无源逆变——把直流电逆变为某一频率的交流电供给负载;
有源逆变——把直流电逆变为交流电反送到电网(或交流源)。
主要应用
各种直流电源的能源使用,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。
逆变电路的基本原理
典型逆变电路
由S1~S4构成桥式电路;
S1、S2构成一个桥臂, S3、S4构成另一个桥臂,形成两桥臂结构;
具有降压特性。
逆变电路的基本原理
两桥臂结构逆变电路工作原理
直流电
交流电
负载电压uo为正
负载电压uo为负
逆变电路的基本原理
两桥臂结构逆变电路工作原理
a)
b)
t
u
o
i
o
t
1
t
2
同一桥臂的两个开关管不能同时导通;
改变开关切换周期,可改变输出交流电频率;
电阻负载时,负载电流io和uo的波形相同,相位也相同;
阻感负载时,io相位滞后于uo,波形也不同。
逆变电路的基本原理
逆变电路的分类
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
直流侧是电流源
逆变电路的基本原理
电压型逆变电路的特点
直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动;
输出电压为矩形波,输出电流因负载阻抗不同而不同;
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管;
单相逆变电路结构和工作原理
半桥逆变电路结构
电路简单,使用器件少;
输出交流电压幅值为Ud/2,且直流侧需两电容器串联,要控制两者电压均衡。
应用
用于几kW以下的小功率逆变电源。
单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。
单相逆变电路结构和工作原理
半桥逆变电路工作原理
u
a)
t
t
O
O
ON
b)
o
U
m
-
U
m
i
o
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
6
V
1
V
2
V
1
V
2
VD
1
VD
2
VD
1
VD
2
V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏,两者互补,输出电压uo为矩形波,幅值为Um=Ud/2 ;
V1或V2通时,io和uo同方向,直流侧向负载提供能量;
VD1或VD2通时,io和uo反向,电感中贮能向直流侧反馈;
VD1、VD2称为反馈二极管,它又起着使负载电流连续的作用,又称续流二极管。