電力電子技術(shù)chapter4-3

電力電子技術(shù)PowerElectronics安徽省高等學(xué)校精品課程合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院馬銘遙第4章DC－AC變換器

1234概述

電壓型逆變器（VSI）

空間矢量PWM控制

基本內(nèi)容電流型逆變器

近年來，一種新的脈寬調(diào)制技術(shù)，即空間矢量脈寬調(diào)制（SpaceVectorPulseWidthModulation，簡稱SVPWM）技術(shù)在交流驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，相應(yīng)的數(shù)字計算方法形成的空間矢量脈寬調(diào)制與傳統(tǒng)的三角波、正弦波比較獲得脈寬調(diào)制信號的方法(SPWM)相比具有更多的優(yōu)點。SVPWM是一種基于空間旋轉(zhuǎn)矢量的等效，SPWM是基于時域信號的等效。SVPWM的調(diào)制過程是在矢量空間中完成的，而SPWM的調(diào)制過程是在三相abc坐標(biāo)系下獨立完成的，SVPWM更具有一致性和整體性。空間矢量PWM調(diào)制（SVPWM）具有能夠減少諧波，改善波形質(zhì)量，提高直流電壓利用率等優(yōu)點，同時易于數(shù)字化實現(xiàn)。4.3空間矢量PWM控制4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3空間矢量PWM控制SVPWM的思想是：在矢量空間用有限的靜止矢量去合成和跟蹤調(diào)制波的空間旋轉(zhuǎn)矢量，使合成的空間矢量含有調(diào)制波的信息。進(jìn)行由時間坐標(biāo)軸到空間坐標(biāo)的變化，所形成的合成矢量是一個圓。三相三橋臂變換器中總共有8種開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換到空間坐標(biāo)上對應(yīng)為8個開關(guān)矢量，其中有6個非零矢量及2個零矢量，合成矢量的軌跡是位于這個六邊形中的圓。原理：PWM變換器的8個靜止矢量按一定的規(guī)律切換可以在矢量空間用合成旋轉(zhuǎn)的電壓空間矢量來逼近電壓矢量圓，從而形成SVPWM波形。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器圖4-47二維空間矢量圖4.3空間矢量PWM控制關(guān)于三相電壓型逆變器的建?？紤]三相電壓型逆變器的一般數(shù)學(xué)模型：就是根據(jù)三相電壓型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在三相靜止坐標(biāo)系（a，b，c）中利用電路基本定律（基爾霍夫電壓、電流定律）所建立的一般數(shù)學(xué)描述。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器圖4-48三相電壓型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

4.3空間矢量PWM控制針對三相電壓型逆變器一般數(shù)學(xué)模型的建立，通常作以下假設(shè)：(1)負(fù)載電感L是線性的，且不考慮飽和；(2)功率開關(guān)損耗以電阻Rs表示，即實際的功率開關(guān)可由理想開關(guān)與損耗電阻Rs串聯(lián)等效表示。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器圖4-48三相電壓型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖將三相電壓型逆變器功率管損耗等值電阻Rs同交流濾波電感等值電阻合并，且令，采用基爾霍夫電壓定律建立三相電壓型逆變器a相回路方程4.3空間矢量PWM控制為分析方便，首先定義單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)sk，為4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器

（4-45）

（4-46）4.3空間矢量PWM控制4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器當(dāng)sa導(dǎo)通而sa’關(guān)斷時，sa=1，且uaN=udc；當(dāng)sa關(guān)斷而sa’導(dǎo)通時，開關(guān)函數(shù)sa=0，且uaN=0。由于uaN=udcsa

，式(4-46)改寫成

（4-47）4.3空間矢量PWM控制同理，可得b相、c相方程如下4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器考慮三相對稱系統(tǒng)，則（4-48）（4-49）

（4-50）根據(jù)基爾霍夫電壓定律：

（4-51）4.3空間矢量PWM控制4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

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4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器聯(lián)立式（4-47）~（4-50），得（4-53）同理可得b、c相方程，（4-52）

4.3空間矢量PWM控制在圖4-48中，任何瞬間總有三個開關(guān)管導(dǎo)通，其開關(guān)模式共有8種，因此，直流側(cè)電流可描述為4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器對直流側(cè)電容正極節(jié)點處應(yīng)用基爾霍夫電流定律得（若直流電動勢支路電流為0時?。?/p>

（4-54）

（4-55）聯(lián)立式(4-47)~式(4-53)，并考慮引入狀態(tài)變量X，且，則采用單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)描述的三相電壓型逆變器一般數(shù)學(xué)模型的狀態(tài)變量表達(dá)式為

（4-56）4.3空間矢量PWM控制式中4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器（4-58）

（4-56）

（4-57）4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布三相電壓型逆變器空間電壓矢量描述了三相電壓型逆變器交流側(cè)相電壓在復(fù)平面上的空間分布，由式(4-47)~式(4-49)并考慮式(4-51)

，易得4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器（4-59）

（4-60）（4-61）

式中sabc——三相單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)。將8種開關(guān)函數(shù)組合代入式（4-59）~式（4-61），即得到相應(yīng)的三相電壓型逆變器交流側(cè)電壓值，如表4-3所示。4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布上述分析表明，復(fù)平面上三相電壓型逆變器空間電壓矢量uk可定義其中,由于模為零而稱為零矢量。顯然，某一開關(guān)組合就對應(yīng)一條空間矢量，該開關(guān)組合時的即為該空間矢量在三軸（a，b，c）上的投影。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器圖4-49三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布上式可表達(dá)成開關(guān)函數(shù)形式，即(4-63)對于任意給定的三相基波電壓瞬時值，若考慮三相為平衡系統(tǒng)，即，則可在復(fù)平面內(nèi)定義電壓的空間矢量(4-64)

（4-64）：如果是角頻率為的三相對稱正弦波電壓，那么矢量U即模為相電壓峰值，且以按逆時針方向勻速旋轉(zhuǎn)的空間矢量，而在三相坐標(biāo)軸(a，b，c)上的投影就是對稱的三相正弦量。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布實際上，三相電壓型逆變器空間電壓表達(dá)式與電壓參考點無關(guān)

（4-65）4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3.2空間電壓矢量的合成上述分析表明：三相電壓型逆變器空間電壓矢量共有8條，除2條零矢量外，其余6條非零矢量對稱均勻分布在復(fù)平面上。對于任一給定的空間電壓矢量U*，均可由8條三相電壓型逆變器空間電壓矢量合成，如圖4-50所示。對于任一扇形區(qū)域中的電壓矢量，均可由該扇形區(qū)兩邊的電壓型逆變器空間電壓矢量來合成。圖4-50空間電壓矢量分區(qū)及合成4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3.2空間電壓矢量的合成若U*在I區(qū)時，則U*可由U1、U2和U0、7合成，依據(jù)平行四邊形法則式中T1、T2——矢量U1、U2在一個開關(guān)周期中的持續(xù)時間；Ts——PWM開關(guān)周期。令零矢量U0、7的持續(xù)時間為T0、7

，則圖4-50空間電壓矢量分區(qū)及合成(4-66)(4-67)4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相電壓型逆變器空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.3.2空間電壓矢量的合成令U*與U1間的夾角為，由正弦定律算得(4-68)4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

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4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器又因為

，則聯(lián)立式（4-67），式（4-68），易得(4-69)

m——SVPWM調(diào)制系數(shù)，并且(4-70)

4.3.2空間電壓矢量的合成令上式中的m=1，與常規(guī)SPWM相電壓利用率（0.5Udc）相比提高了15.4%對于零矢量的選擇，主要考慮選擇U0或U7應(yīng)使開關(guān)狀態(tài)變化盡可能少，以降低開關(guān)損耗。在一個開關(guān)周期中，令零矢量插入時間為

T0、7，若其中插入U0的時間為

，則U7的時間為

其中

。實際上，對于三相電壓型逆變器某一給定的電壓空間矢量U*，常有幾種合成方法，以下討論均考慮U*在電壓型逆變器空間矢量I區(qū)域的合成。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器

4.3.2空間電壓矢量的合成方法一：將零矢量U0均勻地分布在U*矢量的起、終點上，然后依次由U1、U2按三角形方法合成。一個開關(guān)周期中，電壓型逆變器上橋臂功率管共開關(guān)4次，由于開關(guān)函數(shù)波形不對稱，因此PWM諧波分量主要集中在開關(guān)頻率fs及2fs上，顯然在頻率fs處的諧波幅值較大4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器。

圖4-51U*合成方法一a）U*合成b）開關(guān)函數(shù)波形c）頻譜分布4.3.2空間電壓矢量的合成方法二：矢量合成仍然將零矢量U0均勻地分布在U*矢量的起、終點上,與方法一不同的是，除零矢量外，U*依次由U1，U2，

U1合成，并從矢量中點截出兩個三角形。一個開關(guān)周期中電壓型逆變器上橋臂功率管共開關(guān)4次，且波形對稱，因而其PWM諧波分量仍主要分布在開關(guān)頻率的整數(shù)倍頻率附近，諧波幅值顯然比方法一有所降低。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器。

圖4-52U*合成方法二a）U*合成b）開關(guān)函數(shù)波形c）頻譜分布4.3.2空間電壓矢量的合成方法三：將零矢量U0周期分成三段，其中U*矢量的起、終點上均勻地分布U0矢量，而在U*矢量中點處分布U7矢量，且T7=T0

。除零矢量外，U*矢量合成與方法二類似。在一個PWM開關(guān)周期，該方法使電壓型逆變器橋臂功率管開關(guān)6次且波形對稱，其PWM諧波仍主要分布在開關(guān)頻率的整數(shù)倍頻率附近在頻率附近處的諧波幅值降低十分明顯。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器

圖4-53U*合成方法三a）U*合成b）開關(guān)函數(shù)波形c）頻譜分布4.4電流型逆變器電流型逆變器拓?fù)涫悄孀兤髁硪活愔饕耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。這類逆變器的直流側(cè)以電感為能量緩沖元件，從而使其直流側(cè)呈現(xiàn)出電流源特性。電流型逆變器有以下主要特點：直流側(cè)有足夠大的儲能電感元件，從而使其直流側(cè)呈現(xiàn)出電流源特性，即穩(wěn)態(tài)時的直流側(cè)電流恒定不變。逆變器輸出的電流波形為方波或方波脈沖，并且該電流波形與負(fù)載無關(guān)。逆變器輸出的電壓波形則取決于負(fù)載，且輸出電壓的相位隨負(fù)載功率因數(shù)的變化而變化。逆變器輸出電流的控制仍可以通過PAM（脈沖幅值調(diào)制）和PWM（脈沖寬度調(diào)制）兩種基本控制方式來實現(xiàn)。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4電流型逆變器值得注意的是，電流型逆變器與電壓型逆變器在結(jié)構(gòu)上具有一定的對偶性，例如：電壓型逆變器直流側(cè)的儲能元件為電容，而電流型逆變器直流側(cè)的儲能元件為電感；另外，電壓型逆變器的的功率管旁有反向并聯(lián)的續(xù)流二極管，而電流型逆變器的功率管旁則一般有正向串聯(lián)的阻斷二極管（具有反向阻斷能力的功率管除外，例如晶閘管）。與電壓型逆變器類似，依據(jù)控制方式和結(jié)構(gòu)的不同，電流型逆變器也可分為方波型、階梯波型、正弦波型（PWM型）三類。下面主要討論方波型、階梯波型電流型逆變器。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1電流型方波逆變器電流型方波逆變器按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同可分為電流型單相全橋逆變器以及電流型三相橋式逆變器兩類。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1電流型方波逆變器也可以按電流型逆變器所采用功率器件的不同分為半控型和全控型兩類。由于電流型逆變器尤其是大功率電流型方波逆變器仍有不少采用基于晶閘管的半控型結(jié)構(gòu)，因此，除全控型結(jié)構(gòu)外，以下討論還將涉及到半控型電流型逆變器。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器換流方式分類換流——電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱換相開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動信號就可使其開通關(guān)斷：全控型器件可通過門極關(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零后施加一定時間反壓，才能關(guān)斷

研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器換流方式1.器件換流利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流（DeviceCommutation）2.電網(wǎng)換流由電網(wǎng)提供換流電壓稱為電網(wǎng)換流（LineCommutation）可控整流電路、交流調(diào)壓電路和采用相控方式的交交變頻電路不需器件具有門極可關(guān)斷能力，也不需要為換流附加元件3.負(fù)載換流由負(fù)載提供換流電壓稱為負(fù)載換流（LoadCommutation）負(fù)載電流相位超前于負(fù)載電壓的場合，都可實現(xiàn)負(fù)載換流負(fù)載為電容性負(fù)載時，負(fù)載為同步電動機(jī)時，可實現(xiàn)負(fù)載換流4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器基本的負(fù)載換流逆變電路：采用晶閘管負(fù)載：電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性電容為改善負(fù)載功率因數(shù)使其略呈容性而接入直流側(cè)串入大電感Ld，

id基本沒有脈動負(fù)載換流電路及其工作波形4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓直接耦合式強(qiáng)迫換流通過換流電路內(nèi)的電容和電感的耦合來提供換流電壓或換流電流電感耦合式強(qiáng)迫換流設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流。通常利用附加電容上所儲存的能量來實現(xiàn)，因此也稱為電容換流。分類4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器直接耦合式強(qiáng)迫換流當(dāng)晶閘管VT處于通態(tài)時，預(yù)先給電容充電。當(dāng)S合上，就可使VT被施加反壓而關(guān)斷。也叫電壓換流。圖5-3直接耦合式強(qiáng)迫換流原理圖電感耦合式強(qiáng)迫換流先使晶閘管電流減為零，然后通過反并聯(lián)二極管使其加上反向電壓。也叫電流換流。圖5-4電感耦合式強(qiáng)迫換流原理圖4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器器件換流——適用于全控型器件其余三種方式——針對晶閘管器件換流和強(qiáng)迫換流——屬于自換流電網(wǎng)換流和負(fù)載換流——外部換流當(dāng)電流不是從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移，而是在支路內(nèi)部終止流通而變?yōu)榱悖瑒t稱為熄滅4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器全控型單相全橋電流型方波逆變器為了使全控型功率器件具有足夠的反向阻斷能力，通常在每個功率管上正相串聯(lián)一個二極管。另外，由于電流型逆變器的輸出電流是基于功率器件通斷直流側(cè)電流的方波電流，因此，為了防止輸出過電壓，電流型逆變器的輸出需要接入濾波電容（輸出具有電流突變能力）。單相全橋電流型方波逆變器也可采用PAM（脈沖幅值調(diào)制）控制和SPM（單脈沖控制）兩種控制方式。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器單相全橋電流型逆變器的主電路4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器當(dāng)采用PAM時，輸出方波電流的頻率的控制，輸出方波電流的幅值的控制，和直流電流的幅值的控制。輸出電流波形如圖4-54c所示。當(dāng)采用SPM時，其直流側(cè)電流的幅值恒定，輸出方波電流的頻率的控制，輸出方波電流的幅值的控制。值得注意的是：單脈沖控制包括對稱單脈沖控制和移相單脈沖控制兩種基本方式。但單相電流源逆變器通常只能采用對稱單脈沖控制（因為移相單脈沖控制屬于上下互補(bǔ)換向模式，即存在兩相上橋臂同時導(dǎo)通模式）。為了保持直流側(cè)電流的連續(xù)，輸出電流為零時必須插入上、下橋臂同時導(dǎo)通的短路換流模式！4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器b)方波驅(qū)動信號c)輸出電流波形4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器功率器件為晶閘管基于晶閘管的半控型逆變器的換流可采用強(qiáng)迫換流和負(fù)載換流兩種換流方式。當(dāng)晶閘管逆變器采用強(qiáng)迫換流時，一般需增加強(qiáng)迫換流電路，從而使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。晶閘管逆變器采用負(fù)載換流時，晶閘管的換流電壓需要由負(fù)載提供，即要求負(fù)載電流相位超前負(fù)載電壓相位，顯然，這就要求負(fù)載為容性負(fù)載。

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器半控型單相全橋電流型方波逆變器結(jié)構(gòu)4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器如圖所示電路實際上是中頻感應(yīng)加熱的電流型逆變器電路，其中LC串聯(lián)支路為電磁感應(yīng)線圈及容性補(bǔ)償電容的等效電路。為了使輸出電壓波形近似為正弦波，將逆變器輸出電路設(shè)計成并聯(lián)諧振電路。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器另一方面，為了實現(xiàn)晶閘管逆變器的負(fù)載換流，這就要求負(fù)載為容性負(fù)載，因此其輸出電路中的補(bǔ)償電容設(shè)計應(yīng)使負(fù)載電路工作在容性小失諧狀態(tài)。采用負(fù)載換流的晶閘管單相全橋電流型方波逆變器的換流波形如圖4-55b所示。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器保證晶閘管的可靠關(guān)斷晶閘管需一段時間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使VT1、VT4承受一段反壓時間tbtb=t5-t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時間tq并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形

4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器實際電路4橋臂中，每橋臂晶閘管各串聯(lián)一個電抗器LT，用來限制晶閘管開通時的di/dt1、4和2、3以1000～2500Hz的中頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電4.4.1.1單相全橋電流型方波逆變器中頻感應(yīng)加熱電源啟動與激勵方式實際工作過程中，感應(yīng)線圈參數(shù)隨時間變化，必須使工作頻率適應(yīng)負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種控制方式稱為自勵方式固定工作頻率的控制方式稱為他勵方式自勵方式存在起動問題，解決方法：先用他勵方式，系統(tǒng)開始工作后再轉(zhuǎn)入自勵方式附加預(yù)充電起動電路4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

全控型三相橋式電流型方波逆變器與單相橋式電流型方波逆變器類似，三相橋式電流型方波逆變器可采用PAM控制和SPM兩種控制方式。三相橋式電流型方波逆變器一般只采用120°導(dǎo)電方式（若采用180°換流方式則無法實現(xiàn)上下橋臂的互補(bǔ)換流）。采用120°導(dǎo)電方式時，任何瞬間，三相橋式電流型變流器有且只有兩個橋臂導(dǎo)電。此時三相橋式電流型變流器的三相輸出只有兩相輸出電流，而兩相輸出電流幅值必然一致。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器電路中的每個功率管上正相串聯(lián)一個反向阻斷二極管；另外，逆變器的輸出接有過電壓抑制電容。4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

全控型三相橋式電流型方波逆變器三相橋式電流型變流器120°導(dǎo)電方式且負(fù)載為Δ連接時的相關(guān)波形如圖4-56c所示需要注意的是：當(dāng)負(fù)載為Y形聯(lián)接時，負(fù)載的相電流波形為120°交流方波（電流幅值為±Id、0）當(dāng)負(fù)載為△形聯(lián)接時（如圖4-56b所示），負(fù)載的相電流為變流器兩相輸出電流之差，即負(fù)載的相電流波形為交流6階梯波波形（電流幅值為±(2/3)Id、±(1/3)Id）可見，將三相橋式電流型變流器的負(fù)載接成△形聯(lián)接時，能有效降低輸出電流諧波。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

半控型三相橋式電流型變流器電路采用了強(qiáng)迫換流方式，其中C1~C6為換流電容，VD1~VD6為串聯(lián)二極管。由于晶閘管本身具有反向阻斷能力，因此，圖4-57所示電路中的串聯(lián)二極管VD1~VD6其主要作用是為了阻斷換流電容間的相互放電。圖4-57所示電路通常稱為串聯(lián)二極管式晶閘管逆變器?；诰чl管的半控型三相橋式電流型方波逆變器仍采用120°導(dǎo)電方式，其輸出波形可參見圖4-56c。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器圖4-57晶閘管三相橋式（串聯(lián)二極管式）電流型方波逆變器的電路結(jié)構(gòu)從VT1向VT3換流的過程換流前VT1和VT2通，C13電壓UC0左正右負(fù)恒流放電階段t1時刻觸發(fā)VT3導(dǎo)通，VT1被施以反壓而關(guān)斷Id從VT1換到VT3，C13通過VD1、U相負(fù)載、W相負(fù)載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電，放電電流恒為Id，故稱恒流放電階段uC13下降到零之前，VT1承受反壓，反壓時間大于tq就能保證關(guān)斷+-UVW+-UVWVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13Id4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器二極管換流階段t2時刻uC13降到零，之后C13反向充電。忽略負(fù)載電阻壓降，則二極管VD3導(dǎo)通，電流為iV，VD1電流為iU=Id-iV，VD1和VD3同時通，進(jìn)入二極管換流階段隨著C13電壓增高，充電電流漸小，iV漸大，t3時刻iU減到零，iV=Id，VD1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束t3以后，VT2、VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器波形分析電感負(fù)載時，uC13、iU、iV及uC1、uC3、uC5波形uC1的波形和uC13完全相同，從UC0降為－UC0C3和C5是串聯(lián)后再和C1并聯(lián)的，電壓變化的幅度是C1的一半uC3從零變到-UC0，uC5從UC0變到零這些電壓恰好符合相隔120°后從VT3到VT5換流時的要求串聯(lián)二極管晶閘管逆變電路換流過程波形4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器無換向器電動機(jī)電流型三相橋式逆變器驅(qū)動同步電動機(jī)利用滯后于電流的反電勢實現(xiàn)換流---負(fù)載換流工作特性和調(diào)速方式和直流電動機(jī)相似，但無換向器，因此稱為無換向器電動機(jī)無換相器電動機(jī)的基本電路4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器BQ——轉(zhuǎn)子位置檢測器，檢測磁極位置以決定什么時候給哪個晶閘管發(fā)出觸發(fā)脈沖無換相器電動機(jī)電路工作波形4.4.1.2三相全橋電流型方波逆變器

4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.2電流型階梯波逆變器電流型階梯波逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括直接并聯(lián)多重疊加結(jié)構(gòu)變壓器移相多重疊加結(jié)構(gòu)等4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.2.1直接并聯(lián)多重疊加的電流型階梯波逆變器

多個電流型逆變器輸出可直接并聯(lián)。圖4-59為兩個三相電流型逆變器采用輸出直接并聯(lián)的多重疊加結(jié)構(gòu)以及輸出電流的疊加波形。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.2.1直接并聯(lián)多重疊加的電流型階梯波逆變器

電路采用了120°導(dǎo)電方式的PAM移相疊加控制。功率管每60°換向一次，可將PAM方波相位互相錯開60°/2=30°角。這樣，通過30°角的移相疊加即得8階梯波電流。對圖4-59b所示的電流波形進(jìn)行諧波分析可知：每相輸出的120°方波諧波電流表達(dá)式為4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.2.1直接并聯(lián)多重疊加的電流型階梯波逆變器

每相輸出的120°方波諧波電流表達(dá)式為4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器

（4-71）疊加輸出的8階梯波諧波電流表達(dá)式為（4-72）對比式（4-71）以及式（4-72）后不難發(fā)現(xiàn)，兩重疊加后的輸出電流波形中不存在零序諧波（如3次、9次等），并且5次、7次諧波得到了顯著衰減。4.4.2.1直接并聯(lián)多重疊加的電流型階梯波逆變器

圖4-60為三個三相電流型逆變器采用輸出直接并聯(lián)的多重疊加結(jié)構(gòu)以及輸出電流的疊加波形。顯然，電路仍采用了120°導(dǎo)電型的PAM移相疊加控制由于是三個三相電流型逆變器輸出疊加，因此可將PAM方波相位互相錯開60°/3=20°角。這樣，即得12階梯波電流，一相的電流疊加波形如圖4-60b所示。4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器4.4.2.1直接并聯(lián)多重疊加的電流型階梯波逆變器

對圖4-60b所示的電流波形進(jìn)行諧波分析可知：疊加輸出的12階梯波諧波電流表達(dá)式為4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

4.2電壓型逆變器（VSI）

4.2.1電壓型方波逆變器

4.2.2電壓型階梯波逆變器

4.2.3電壓型正弦波逆變器4.3空間矢量PWM控制

4.3.1三相VSR空間電壓矢量分布

4.3.2空間電壓矢量的合成4.4電流型逆變器

4.4.1電流型方波逆變器

4.4.2電流型階梯波逆變器（4-73）對比式（4-72）以及式（4-73）后不難發(fā)現(xiàn)，三重疊加后的輸出電流波形中仍不存在零序諧波（如3次、9次等），并且5次、7次諧波得到了進(jìn)一步衰減。顯然，疊加重數(shù)越多，輸出階梯波電流波形的階梯數(shù)也越多，電流的諧波含量就越小。4.4.2.2變壓器移相多重疊加的電流型階梯波逆變器

采用YΔ/Y變壓器聯(lián)接的兩重疊加結(jié)構(gòu)4.1概述

4.1.1逆變器的基本原理

4.1.2逆變器的分類

4.1.3逆變器的性能指標(biāo)

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