現(xiàn)代電力電子技術(shù)原理與應(yīng)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)12021年12月12日2閱讀報(bào)告第五章 開關(guān)型直交逆變器“多電平逆變器”或“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”第1頁/共61頁2021年12月12日3直交換流器的基本概念第五章 開關(guān)型直交逆變器 直流可控交流的變換裝置 通常稱為逆變器 無源逆變器：開關(guān)切換不依賴于交流側(cè)電源 交直交變頻器的主要單元 功率傳輸方向的要求（運(yùn)行象限） 電壓源型與電流源型逆變器第2頁/共61頁2021年12月12日4電壓源型逆變器的用途第五章 開關(guān)型直交逆變器 交流電機(jī)（調(diào)速）驅(qū)動(dòng) 交流不停電電源（UPS） 用于電力系統(tǒng)的多種電力電子裝置 特殊用途電源 第3頁/共61頁2021年12月12日5電壓源型逆變器的分

2、類第五章 開關(guān)型直交逆變器 脈寬調(diào)制（PWM）逆變器 方波逆變器 單相電壓對(duì)消型逆變器 多電平逆變器 第4頁/共61頁2021年12月12日6開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器第5頁/共61頁2021年12月12日7開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器第6頁/共61頁2021年12月12日8開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器逆變器基本單元橋臂（半橋逆變器）A點(diǎn)電位為正TA+閉合，輸出電流為正時(shí)第7頁/共61頁2021年12月12日9開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器逆變器基本單元橋臂（半橋逆變器）A點(diǎn)電位為正TA+閉合，輸出電流為負(fù)時(shí)第8頁/共61

3、頁2021年12月12日10開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器逆變器基本單元橋臂（半橋逆變器）A點(diǎn)電位為負(fù)TA-閉合，輸出電流為正時(shí)第9頁/共61頁2021年12月12日11開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器逆變器基本單元橋臂（半橋逆變器）A點(diǎn)電位為負(fù)TA-閉合，輸出電流為負(fù)時(shí)第10頁/共61頁2021年12月12日12開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器逆變器基本單元橋臂（半橋逆變器）第11頁/共61頁2021年12月12日13開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM基本原理三角波載波控制電壓輸出電壓基波分量輸出電壓第12頁/共61頁2021年1

4、2月12日14開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器 PWM基本術(shù)語開關(guān)頻率 fs 基波頻率 f1 幅值調(diào)制率 ma 頻率調(diào)制率 mf tricaVmV1sffmf第13頁/共61頁2021年12月12日15開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器控制波形局部放大第14頁/共61頁2021年12月12日16開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM波形的基波分量tritri 2cdAocvVVvVV1sinccvVt11tri1()sin2sin (1.0) 2cdAodaaVVvtVVmtm第15頁/共61頁2021年12月12日17第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制

5、：線性調(diào)制與過調(diào)制開關(guān)型逆變器的基本原理第16頁/共61頁2021年12月12日18開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM波形頻譜（基本橋臂單元：線性調(diào)制）開關(guān)頻率分量基波分量二倍開關(guān)頻率附近分量第17頁/共61頁2021年12月12日19開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM波形頻譜（基本橋臂單元：過調(diào)制）低頻諧波分量基波分量低頻諧波分量開關(guān)頻率分量第18頁/共61頁2021年12月12日20開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM逆變器輸出電壓基波分量：線性調(diào)制與過調(diào)制14()22ddAoVVV第19頁/共61頁2021年12月12日21開關(guān)型逆變器

6、的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制的特點(diǎn)與控制準(zhǔn)則 諧波集中在開關(guān)頻率及其倍頻附近（線性調(diào)制） 開關(guān)頻率應(yīng)為基頻的奇數(shù)倍（雙電壓極性切換） 同步調(diào)制與非同步調(diào)制 線性調(diào)制與過調(diào)制第20頁/共61頁2021年12月12日22開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器 “調(diào)制”：來自通信的概念與思路 “沖量”：來自力學(xué)的概念 電壓源與電流（作用于負(fù)載）的效應(yīng) 感性負(fù)載 可能的、實(shí)用的實(shí)現(xiàn)方法第21頁/共61頁2021年12月12日23開關(guān)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)型直交逆變器方波控制方式：波形與頻譜第22頁/共61頁2021年12月12日24單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器

7、電路圖第23頁/共61頁2021年12月12日25單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器雙電壓極性切換PWM：輸出電壓基波分量( )( )( )( )( )2( ) BoAooAoBoAovtvtvtvtvtvt -11()sin (1.0) oadavmVtm14()dodVVV第24頁/共61頁2021年12月12日26單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器雙電壓極性切換PWM：輸出電壓頻譜第25頁/共61頁2021年12月12日27單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器雙電壓極性切換PWM：直流側(cè)電流具有“虛構(gòu)”濾波器的PWM逆變器第26頁/共61頁2021年12月12日28單相全橋逆變

8、器第五章 開關(guān)型直交逆變器11( )2sin( )2sin()oooovtVtitIt-*11( )( )2sin2sin()ddooooVivtitVtIt-雙電壓極性切換PWM：直流側(cè)電流*212() cos(2)dddiIIt-第27頁/共61頁2021年12月12日29單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器雙電壓極性切換PWM：直流側(cè)電流輸出電壓輸出電壓基波分量輸出電流直流側(cè)電流直流側(cè)電流直流分量直流側(cè)電流二倍頻分量第28頁/共61頁2021年12月12日30單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：控制方式B橋臂控制電壓A橋臂控制電壓TA導(dǎo)通tricvvTB導(dǎo)通tr

9、icvv-第29頁/共61頁2021年12月12日31單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：輸出電壓波形（線性調(diào)制）第30頁/共61頁2021年12月12日32單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：線性調(diào)制與過調(diào)制第31頁/共61頁2021年12月12日33單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：輸出電壓基波分量1()oadVmV14()dodVVV第32頁/共61頁2021年12月12日34單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：輸出電壓頻譜基波分量二倍開關(guān)頻率附近分量第33頁/共61頁2021年12月12日

10、35單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：直流側(cè)電流第34頁/共61頁2021年12月12日36單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器電壓對(duì)消型控制：輸出電壓波形單脈沖脈寬調(diào)制第35頁/共61頁2021年12月12日37單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器電壓對(duì)消型控制：輸出電壓各分量幅值4()sin()ohdVVhh第36頁/共61頁2021年12月12日38單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電壓、電流中的紋波第37頁/共61頁2021年12月12日39單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器ripple1( )( )( )oovtvtvt-rippleripp

11、le01( )( )dtitvttkL輸出電壓、電流中的紋波第38頁/共61頁2021年12月12日40單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電壓、電流中的紋波：方波控制方式第39頁/共61頁2021年12月12日41單相全橋逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電壓、電流中的紋波：PWM控制方式第40頁/共61頁2021年12月12日42單相推挽式逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器電路圖-第41頁/共61頁2021年12月12日43單相推挽式逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器電路圖-第42頁/共61頁2021年12月12日44單相推挽式逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器各種單相逆變器的開關(guān)利用率0.16

12、 方波控制方式的最大開關(guān)利用率：0.125ma PWM控制方式（線性調(diào)制）的最大開關(guān)利用率：第43頁/共61頁2021年12月12日45三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器電路圖第44頁/共61頁2021年12月12日46三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制方式：輸出電壓波形第45頁/共61頁2021年12月12日47三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制方式：輸出電壓頻譜第46頁/共61頁2021年12月12日48三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制方式：輸出電壓（線性調(diào)制）1()2dANaVVm1133()()222LLANadVVmV0.612第47頁/共61頁202

13、1年12月12日49三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器PWM控制方式：輸出電壓（過調(diào)制）第48頁/共61頁2021年12月12日50三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器方波控制方式：輸出電壓第49頁/共61頁2021年12月12日51三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器方波控制方式：輸出電壓頻譜第50頁/共61頁2021年12月12日52三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電流中的紋波第51頁/共61頁2021年12月12日53三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電流中的紋波（方波逆變器）第52頁/共61頁2021年12月12日54三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器輸出電流中的紋波（PWM逆變器）第53頁/共61頁2021年12月12日55*3cosoodddV IiIV三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器直流側(cè)電流第54頁/共61頁2021年12月12日56三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器交接時(shí)間對(duì)輸出電壓的影響2odstVVT2odstVVT -第55頁/共61頁2021年12月12日57三相逆變器第五章 開關(guān)型直交逆變器交接時(shí)間對(duì)輸出電壓的