第4章逆變電路0

《電力電子技術(shù)Ⅰ》

Monday,February6,2023譚超課程名稱：電力電子技術(shù)Ⅰ

(PowerElectronics)

學(xué)

分：4

總學(xué)時：64

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化、自動化

先修課程：電機與拖動、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電路原理等

第4章逆變電路

引言

4.1換流方式

4.2電壓型逆變電路

4.3電流型逆變電路

4.4多重逆變電路和多電平逆變電路

本章小節(jié)第4章逆變電路?

引言逆變的概念

逆變——與整流相對應(yīng)，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。第4章逆變電路?

引言逆變主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。交流電機調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。4.1換流方式

4.1.1

逆變電路的基本工作原理

4.1.2

換流方式分類以單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理4.1.1逆變電路的基本工作原理圖4-1逆變電路及其波形舉例負(fù)載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。4.1.1逆變電路的基本工作原理S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負(fù)載電壓uo為正。S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負(fù)載電壓uo為負(fù)。直流電交流電4.1.1逆變電路的基本工作原理逆變電路最基本的工作原理

——改變兩組開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。圖4-1逆變電路及其波形舉例a)b)tuoiot1t2電阻負(fù)載時，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時，io相位滯后于uo，波形也不同。4.1.2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，也稱為換相。開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動信號就可使器件開通。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。本章?lián)Q流及換流方式問題最為全面集中,因此安排在本章集中講述。4.1.2換流方式分類1)器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在采用IGBT

、電力MOSFET

、GTO

、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2)

電網(wǎng)換流（LineCommutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。3)

負(fù)載換流（LoadCommutation）4)強迫換流（ForcedCommutation）4.1.2換流方式分類圖4-2負(fù)載換流電路及其工作波形

由負(fù)載提供換流電壓的換流方式。負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場合，都可實現(xiàn)負(fù)載換流。?t?t?t?tOOOOiit1b)a)uouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT43)負(fù)載換流4.1.2換流方式分類圖4-2負(fù)載換流電路及其工作波形

如圖是基本的負(fù)載換流電路，4個橋臂均由晶閘管組成。整個負(fù)載工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性。直流側(cè)串電感，工作過程可認(rèn)為id

基本沒有脈動。負(fù)載對基波的阻抗大而對諧波的阻抗小。所以uo接近正弦波。注意觸發(fā)VT2、VT3的時刻t1必須在uo過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。?t?t?t?tOOOOiit1b)a)uouoioiouVTiVT1iVT4iVT2iVT3uVT1uVT44)強迫換流（ForcedCommutation）4.1.2換流方式分類由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓直接耦合式強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迫換流設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強迫換流。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4.1.2換流方式分類直接耦合式強迫換流當(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4-3直接耦合式強迫換流原理圖圖4-4電感耦合式強迫換流原理圖電感耦合式強迫換流

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。4.1.2換流方式分類換流方式總結(jié)：器件換流——適用于全控型器件。其余三種方式——針對晶閘管。器件換流和強迫換流——屬于自換流。電網(wǎng)換流和負(fù)載換流——屬于外部換流。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?，則稱為熄滅。4.2電壓型逆變電路1）逆變電路的分類——

根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)是電流源電壓型逆變電路:特點：C存在。C的作用：濾波和吸收無功功率適合于感性負(fù)載電流型逆變電路：特點：L存在。L的作用：濾波和吸收無功功率適合于容性負(fù)載電壓型逆變器VSI電流型逆變器CSI逆變電路的分類單相半橋單相全橋逆變電路的分類逆變電路的分類電壓型三相橋式逆變電路逆變電路的分類4.2電壓型逆變電路電壓型逆變電路的特點圖4-5電壓型全橋逆變電路

(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動。

(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。

(3)阻感負(fù)載時需提供無功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。總THD系數(shù)表征了實際波形同其基波分量差異的程度。輸出為理想正弦波時，THD為零。逆變器輸出波形性能指標(biāo)逆變電路輸出的n次諧波有效值Vn經(jīng)LC濾波后在負(fù)載上的n次諧波電壓VLn為:

(3)畸變系數(shù)DFn次諧波衰減了n2倍第n次諧波的畸變系數(shù)：總的畸變系數(shù)：逆變器輸出波形性能指標(biāo)逆變器的性能指標(biāo)除輸出波形性能指標(biāo)外，還應(yīng)包括：逆變效率單位重量（或單位體積）輸出功率可靠性指標(biāo)逆變器輸入直流電流中交流分量的數(shù)值和脈動頻率電磁干擾EMI及電磁兼容性EMC逆變器輸出波形性能指標(biāo)4.2電壓型逆變電路

4.2.1

單相電壓型逆變電路

4.2.2

三相電壓型逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路1）半橋逆變電路u圖4-6單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2工作原理V1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補。輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。4.2.1單相電壓型逆變電路1）半橋逆變電路u圖4-6單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2工作原理V1或V2通時，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。電容分壓，半橋電路T1、T2交替通、斷二級管D的作用，感性負(fù)載續(xù)流R、L負(fù)載時，T、D交替導(dǎo)電電壓型單相半橋逆變電路當(dāng)Ug1=1,T1導(dǎo)通或D1導(dǎo)通，S與P相接當(dāng)控制信號以頻率f變換，在與之間變化，使輸出為交流方波電壓。工作原理:當(dāng)Ug2=1,T2導(dǎo)通或D2導(dǎo)通，S與Q相接電壓型單相半橋逆變電路t0DV21anv(b)電壓波形2T驅(qū)動驅(qū)動20T0T230T1T電壓型單相半橋逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路優(yōu)點：電路簡單，使用器件少。缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。4.2.1單相電壓型逆變電路2)全橋逆變電路共四個橋臂，可看成兩個半橋電路組合而成。兩對橋臂交替導(dǎo)通180°。輸出電壓合電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。改變輸出交流電壓的有效值只能通過改變直流電壓Ud來實現(xiàn)。T1、T4一組和T2、T3另一組交替通、斷。電壓型單相全橋逆變電路將U0用傅里葉級數(shù)展開：式中：U01m為基波電壓幅值：基波電壓有效值：電壓型單相全橋逆變電路特性分析-1由于負(fù)載為感性，阻抗角負(fù)載基波電流iO1將滯后于基波電壓角度φ。當(dāng)T1，4和T2，3導(dǎo)通時，負(fù)載由電源獲得電能。當(dāng)D1，4和D2，3導(dǎo)通時，負(fù)載中電能反饋到C中，保證負(fù)載電流連續(xù)。反并二極管和電容C為此無功電流提供了通路。電壓型單相全橋逆變電路特性分析-2瞬態(tài)基波功率分析（感性負(fù)載）基波瞬態(tài)功率：用積化和差公式：基波電壓:基波電流:基波電壓幅值：基波電壓有效值：電壓型單相全橋逆變電路上式說明：基波的瞬態(tài)功率含有交流分量和直流分量。直流功率討論：基波的直流功率基波的交流功率基波的平均功率:平均功率等于直流功率(1)當(dāng),阻性負(fù)載,有功功率最大,無功功率為零(2)當(dāng),純感性負(fù)載,無功功率最大(3)當(dāng),既有無功功率又有有功功率無功功率電壓型單相全橋逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路阻感負(fù)載時，還可采用移相得方式來調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。a)圖4-7單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV3的基極信號比V1落后q

（0＜q

＜180°）。V3、V4的柵極信號分別比V2、V1的前移180°－q。輸出電壓是正負(fù)各為q的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。4.2.1單相電壓型逆變電路3）帶中心抽頭變壓器的逆變電路圖4-8帶中心抽頭變壓器的逆變電路Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為1：1：時，uo和io波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。與全橋電路的比較：比全橋電路少用一半開關(guān)器件。器件承受的電壓為2Ud，比全橋電路高一倍。必須有一個變壓器。交替驅(qū)動兩個IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負(fù)載加上矩形波交流電壓。兩個二極管的作用也是提供無功能量的反饋通道。EXAMPLE4-1ConsiderasquarewaveinverterwithVdc=100V,R=10,L=25mH,andf=60Hz.DetermineFundamentaloutputvoltageTHDforoutputvoltageandcurrentandpowerabsorbedbyloadEXAMPLE4-1solutionFundamentaloutputvoltageTHDvandTHDIEXAMPLE4-1solutionnfn(Hz)Vn(V)Zn()In(A)Pn(W)160127.313.79.27429.3318042.3301.4210530025.548.20.531.4742018.266.70.270.37954014.185.40.170.14EXAMPLE4-1solution4.2.2三相電壓型逆變電路三個單相逆變電路可組合成一個三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路圖4-9三相電壓型橋式逆變電路4.2.2三相電壓型逆變電路基本工作方式——180°導(dǎo)電方式圖4-10電壓型三相橋式逆變電路的工作波形tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3每橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度差120°。任一瞬間有三個橋臂同時導(dǎo)通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流。120°120°4.2.2三相電壓型逆變電路波形分析負(fù)載各相到電源中點N'的電壓：U相，1通，uUN'=Ud/2，4通，uUN'=-Ud/2。負(fù)載線電壓負(fù)載相電壓圖4-10電壓型三相橋式逆變電路的工作波形tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud34.2.2三相電壓型逆變電路負(fù)載中點和電源中點間電壓

(4-6)負(fù)載三相對稱時有uUN+uVN+uWN=0，于是

(4-7)負(fù)載已知時，可由uUN波形求出iU波形。一相上下兩橋臂間的換流過程和半橋電路相似。橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流id的波形，id每60°脈動一次，直流電壓基本無脈動，因此逆變器從交流側(cè)向直流側(cè)傳送的功率是脈動的。4.2.2三相電壓型逆變電路分析V1與V4換流過程防止同一相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時導(dǎo)通而引起直流側(cè)電源短路，應(yīng)采取“先斷后通”死區(qū)時間–Waveforms,gatesignals–

換一個思路分析波形–Waveforms,line-to-linevoltages–Switchingsequence–Waveforms,phasevoltageonload–Waveforms,phasevoltageonload–Analysis,line-to-linevoltage–Analysis,phasevoltage電流型逆變電路主要特點

(1)

直流側(cè)串大電感，電流基本無脈動，相當(dāng)于電流源。4.3電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。圖4-11電流型三相橋式逆變電路

(2)

交流輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無關(guān)。輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。

(3)直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多。換流方式有負(fù)載換流、強迫換流。4.3電流型逆變電路

4.3.1

單相電流型逆變電路

4.3.2

三相電流型逆變電路

4.3.1單相電流型逆變電路1)電路原理圖4-12單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路由四個橋臂構(gòu)成，每個橋臂的晶閘管各串聯(lián)一個電抗器，用來限制晶閘管開通時的di/dt。工作方式為負(fù)載換相。電容C和L、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠(yuǎn)小于基波。RLC并聯(lián)諧振導(dǎo)致基波為正弦波歸納：輸出電流為方波、輸出電壓為正弦波，且電壓相位滯后于電流4.3.1單相電流型逆變電路tOtOtOtOtOtOtOtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tfuotguABtdtbIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4圖4-13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形2)工作分析一個周期內(nèi)有兩個導(dǎo)通階段和兩個換流階段。t1~t2：VT1和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，iｏ=Id，t2時刻前在C上建立了左正右負(fù)的電壓。t2~t4：t2時觸發(fā)VT2和VT3開通，進(jìn)入換流階段。VT2、VT3電流增大，VT1、VT4電流減小；且上、下各形成一個環(huán)路電流；到t4時，換流完成。4.3.1單相電流型逆變電路tOtOtOtOtOtOtOtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tfuotguABtdtbIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4圖4-13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形2)工作分析一個周期內(nèi)有兩個導(dǎo)通階段和兩個換流階段。LT使VT1、VT4不能立刻關(guān)斷，電流有一個減小過程。VT2、VT3電流有一個增大過程。4個晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個并聯(lián)的放電回路同時放電。LT1、VT1、VT3、LT3到C；另一個經(jīng)LT2、VT2、VT4、LT4到C。4.3.1單相電流型逆變電路t=t4時，VT1、VT4電流減至零而關(guān)斷，換流階段結(jié)束。t4－t2=tg

稱為換流時間。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tb。tb=t5-t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時間tq。。io在t3時刻，即iVT1=iVT2時刻過零，t3時刻大體位于t2和t4的中點。tOtOtOtOtOtOtOtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tfuotguABtdtbIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4圖4-13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形為保證可靠換流應(yīng)在uo過零前td=t5-t2時刻觸發(fā)VT2、VT3。.td為觸發(fā)引前時間(4-16)io超前于uo的時間

(4-17)表示為電角度(4-18)w為電路工作角頻率；g、b分別是tg、tb對應(yīng)的電角度。4.3.1單相電流型逆變電路忽略換流過程，io可近似成矩形波，展開成傅里葉級數(shù)

(4-19)基波電流有效值

(4-20)負(fù)載電壓有效值Uo和直流電壓Ud的關(guān)系（忽略Ld的損耗，忽略晶閘管壓降）(4-21)4.3.1單相電流型逆變電路4.3.1單相電流型逆變電路實際工作過程中，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。4.3.2三相電流型逆變電路1)

電路分析

基本工作方式是120°導(dǎo)電方式－每個臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120°，每個時刻上下橋臂組各有一個臂導(dǎo)通，換流方式為橫向換流。itOtOtOtOIdiViWuUVU圖4-14電流型三相橋式逆變電路的輸出波形圖4-11電流型三相橋式逆變電路2)

波形分析輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無關(guān)，正負(fù)脈沖各120°的矩形波。輸出電流和三相橋整流帶大電感負(fù)載時的交流電流波形相同，諧波分析表達(dá)式也相同。輸出線電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，大體為正弦波。輸出交流電流的基波有效值。12060L大，iD恒定120度導(dǎo)電模式，僅兩個開關(guān)同時導(dǎo)電12，23，34，45，56，61，124.3.2電流型三相逆變工作原理三角形負(fù)載4.3.2電流型三相逆變工作原理（續(xù)）4.3.2三相電流型逆變電路串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路圖4-15串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路

主要用于中大功率交流電動機調(diào)速系統(tǒng)。是電流型三相橋式逆變電路。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。120°導(dǎo)電工作方式，輸出波形和圖4-14的波形大體相同。強迫換流方式，電容C1~C6為換流電容。中小功率-全控性器件，大功率-晶閘管4.3.2三相電流型逆變電路換流過程分析電容器所充電壓的規(guī)律：對于共陽極晶閘管，它與導(dǎo)通晶閘管相連一端極性為正，另一端為負(fù)，不與導(dǎo)通晶閘管相連的電容器電壓為零。等效換流電容概念：分析從VT1向VT3換流時，圖4-16中的C13就是圖4-14中的C3與C5串聯(lián)后再與C1并聯(lián)的等效電容。4.3.2三相電流型逆變電路-+UVW+-UVWa)+-UVWb)-+UVWc)d)VT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdiViViU=Id-iV圖4-16換流過程各階段的電流路徑ttOuOiUCOuC13uC5uC3-UCOIdiUiVt1t2t34.3.2三相電流型逆變電路分析從VT1向VT3換流的過程:

假設(shè)換流前VT1和VT2通，C13電壓UC0左正右負(fù)。如圖4-16a。換流階段分為恒流放電和二極管換流兩個階段。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。如圖4-16b。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。圖4-16換流過程各階段的電流路徑a)b）+-UVW+-UVWVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13Id4.3.2三相電流型逆變電路-+UVW-+UVWVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13IdVT1VT2VT3VD1VD2VD3C13iViViU=Id-iV圖4-16換流過程各階段的電流路徑c)d）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。4.3.2三相電流型逆變電路波形分析電感負(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－UC0。C3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。ttOuOiUCOuC13uC5uC3-UCOIdiUiVt1t2t3圖4-17串聯(lián)二極管晶閘管逆變電路換流過程波形4.3.2三相電流型逆變電路實例：無換向器電動機電流型三相橋式逆變器驅(qū)動同步電動機，負(fù)載換流。工作特性和調(diào)速方式和直流電動機相似，但無換向器，因此稱為無換向器電動機。圖4-18無換相器電動機的基本電路4.3.2三相電流型逆變電路wtuuuuOOOOOwtwtwtOwtwtVT4導(dǎo)通UVWiViWiUudMVT1導(dǎo)通VT3導(dǎo)通VT6導(dǎo)通VT5導(dǎo)通VT2導(dǎo)通uVT1BQ——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。圖4-19無換相器電動機電路工作波形圖4-18無換相器電動機的基本電路4.4多重逆變電路和多電平逆變電路電壓型逆變電路——輸出電壓是矩形波，電流型逆變電路——輸出電流是矩形波，含有較多諧波。多重逆變電路把幾個矩形波組合起來，接近正弦。多電平逆變電路輸出較多電平，使輸出接近正弦。4.4多重逆變電路和多電平逆變電路

4.4.1多重逆變電路

4.4.2多電平逆變電路4.4.1多重逆變電路多重逆變電路電壓型、電流型都可多重化，以電壓型為例。單相電壓型二重逆變電路兩個單相全橋逆變電路組成，輸出通過變壓器T1和T2串聯(lián)起來。輸出波形：兩個單相的輸出u1和u2是180°矩形波。圖4-21二重逆變電路的工作波形120°60°180°tOtOtO三次諧波三次諧波u1u2uo圖4-20二重單相逆變電路4.4.1多重逆變電路u1和u2相位錯開j=60°,其中的3次諧波就錯開了3×60°=180。變壓器串聯(lián)合成后，3次諧波互相抵消，總輸出電壓中不含3次諧波.uo波形是120°矩形波，含6k±1次諧波，3k次諧波都被抵消。多重逆變電路有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種串聯(lián)多重——把幾個逆變電路的輸出串聯(lián)起來，多用于電壓型。并聯(lián)多重——把幾個逆變電路的輸出并聯(lián)起來，多用于電流型。120°60°180°tOtOtO三次諧波三次諧波u1u2uo圖4-21二重逆變電路的工作波形圖4-20二重單相逆變電路4.4.1多重逆變電路三相電壓型二重逆變電路的工作原理圖4-22三相電壓型二重逆變電路由兩個三相橋式逆變電路構(gòu)成，輸出通過變壓器串聯(lián)合成。兩個逆變電路均為180°導(dǎo)通方式。逆變橋II的相位逆變橋I滯后30°。T1為Δ/Y聯(lián)結(jié)，線電壓變比為？（一次和二次繞組匝數(shù)相等)。T2一次側(cè)Δ聯(lián)結(jié)，二次側(cè)兩繞組曲折星形接法，其二次電壓相對于一次電壓而言，比T1的接法超前30°，以抵消逆變橋II比逆變橋I滯后的30°。這樣，uU2和uU1的基波相位就相同。4.4.1多重逆變電路三相電壓型二重逆變電路的工作原理tOtOtOtOtO3131)(1+)UU1UA21-UB22UU2UUN(UA1)UdUd32Ud31Ud32Ud(1+Ud31UdABCABC