第十二章脈寬調制逆變器

第十二章脈寬調制逆變器第1頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三第12章逆變電路?引言逆變的概念

逆變——與整流相對應，直流電變成交流電。交流側接電網，為有源逆變。交流側接負載，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。主要應用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。交流電機調速用變頻器、不間斷電源、感應加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。本章講述無源逆變第2頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三逆變器的分類一、按輸出電壓調節(jié)方式分類（1）PAM方式：通過改變直流電壓的幅值進行輸出交流電壓大小的調節(jié)。（2）PWM方式：輸出電壓是一系列脈沖，調節(jié)脈沖寬度就可以改變交流電壓有效值。第3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三二、按直流電源的性質分類1、電壓源型2、電流源型第4頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三以單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理12.3

逆變電路的基本工作原理圖5-1逆變電路及其波形舉例負載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。第5頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三12.3

逆變電路的基本工作原理S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓uo為正。S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負載電壓uo為負。直流電交流電第6頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三12.3

逆變電路的基本工作原理逆變電路最基本的工作原理

——改變兩組開關切換頻率，可改變輸出交流電頻率。圖5-1逆變電路及其波形舉例a)b)tuoiot1t2電阻負載時，負載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負載時，io相位滯后于uo，波形也不同。第7頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三12.3單相橋式PWM逆變器1）逆變電路的分類——根據(jù)直流側電源性質的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-CSTI直流側是電流源第8頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三12.2電壓型逆變電路2）電壓型逆變電路的特點圖5-5電壓型全橋逆變電路(1)直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動。(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。(3)阻感負載時需提供無功功率。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。第9頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三第10頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三單相橋式逆變器的電壓控制單脈沖寬度調制多脈動沖寬度調制正弦脈寬調制改進型正弦脈寬調制相位移控制第11頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三第12頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三第13頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三5.2.1單相電壓型逆變電路阻感負載時，還可采用移相得方式來調節(jié)輸出電壓－移相調壓。a)圖5-7單相全橋逆變電路的移相調壓方式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。輸出電壓是正負各為q的脈沖。改變q就可調節(jié)輸出電壓。第15頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三輸出電壓的有效值為輸出電壓基波的有效值第16頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三電流型逆變電路第17頁，共19頁，2023年，2月20日，星期三電流型逆變電路主要特點(1)

直流側串大電感，電流基本無脈動

12.3

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器。

(2)

交流輸出電流為矩形波，與負載阻抗角無關。輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。(3)直流側電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關器件反并聯(lián)二極管。第18頁，共19頁，2023年，2月2