多重逆變電路和多電平逆變電路課件

3.2多重逆變電路和多電平逆變電路

電壓型——輸出電壓是矩形波，電流型——輸出電流是矩形波，諧波多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3.2.1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■2/1/20241整理版ppt3.2.1多重逆變電路

3次諧波u1和u2相位錯開j=60°，其中3次諧波就錯開了3X60°=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次諧波都被抵消圖5-20二重單相逆變電路■2/1/20242整理版ppt3.2.1多重逆變電路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，多用于電流型圖5-21二重逆變電路的工作波形■2/1/20243整理版ppt3.2.1多重逆變電路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的相位比逆變橋I滯后30°圖5-22三相電壓型二重逆變電路

圖5-23二次側(cè)基波電壓合成相量圖2/1/20244整理版ppt3.2.1多重逆變電路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的基波相位就相同圖5-24三相電壓型二重逆變電路波形圖■2/1/20245整理版ppt3.2.1多重逆變電路

輸出諧波分析uU1展成傅里葉級數(shù)n=6k±1(5-24)n次諧波有效值(5-25)(5-23)■2/1/20246整理版ppt3.2.1多重逆變電路輸出相電壓uUN展開成傅里葉級數(shù)，可得其基波有效值

(5-26)n次諧波有效值(5-27)

n=12k±1，uUN中已不含5次、7次等諧波直流側(cè)電流每周期脈動12次，稱為12脈波逆變電路使m個三相橋逆變電路的相位依次錯開p/(3m)，連同合成輸出電壓并抵消上述相位差的變壓器，就可構(gòu)成6m脈波逆變電路■2/1/20247整理版ppt3.2.2多電平逆變電路

回顧圖5-9三相電壓型橋式逆變電路和圖5-10的波形以N‘為參考點(diǎn)，輸出相電壓有Ud/2和-Ud/2兩種電平，稱為兩電平逆變電路圖5-25三電平逆變電路■

三電平逆變電路圖5-25，也稱中點(diǎn)鉗位型（NeutralPointClamped）逆變電路每橋臂由兩個全控器件串聯(lián)構(gòu)成，兩者中點(diǎn)通過鉗位二極管和直流側(cè)中點(diǎn)相連2/1/20248整理版ppt3.2.2多電平逆變電路

U相工作情況與輸出相電壓的電平V11和V12（或VD11和VD12）通，V41和V42斷，UO'間電位差為Ud/2V41和V42（或VD41和VD42）通，V11和V12斷，UO’間電位差為-Ud/2V12和V41導(dǎo)通，V11和V42關(guān)斷時(shí)，UO‘間電位差為0V12和V41不能同時(shí)導(dǎo)通iU>0時(shí)，V12和VD1導(dǎo)通iU<0時(shí)，V41和VD4導(dǎo)通■2/1/20249整理版ppt3.2.2多電平逆變電路

線電壓的電平相電壓相減得到線電壓兩電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud和0三種電平三電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud、±Ud/2和0五種電平三電平逆變電路輸出電壓諧波可大大少于兩電平逆變電路三電平逆變電路另一突出優(yōu)點(diǎn)：每個主開關(guān)器件承受電壓為直流側(cè)電壓的一半■2/1/202410整理版ppt本章小結(jié)

講述基本的逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理四大類基本變流電路中，AC/DC和DC/AC兩類電路更為基本、更為重要換流方式分為外部換流和自換流兩大類，外部換流包括電網(wǎng)換流和負(fù)載換流兩種，自換流包括器件換流和強(qiáng)迫換流兩種晶閘管時(shí)代十分重要，全控型器件時(shí)代其重要性有所下降■2/1/202411整理版ppt本章小結(jié)

逆變電路分類方法可按換流方式、輸出相數(shù)、直流電源的性質(zhì)或用途等分類本章主要采用按直流側(cè)電源性質(zhì)分類的方法，分為電壓型和電流型兩類電壓型和電流型的概念用于其他電路，會對這些電路有更深刻的認(rèn)識負(fù)載為大電感的整流電路可看為電流型整流電路電容濾波的整流電路可看成為電壓型整流電路■2/1/202412整理版ppt本章小結(jié)

與其他章的關(guān)系本章對逆變電路的講述是很基本的，還遠(yuǎn)不完整下一章的PWM控制技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最多，絕大部分逆變電路都是PWM控制的，學(xué)完下一章才能對逆變電路有一個較為完整的認(rèn)識逆變電路的直流電源往往由整流電路而來，二都結(jié)合構(gòu)成間接交流變流電路此外，間接直流變流電路大量用于開關(guān)電源，其中的核心電路仍是逆變電路將在第8章介紹，學(xué)完第8章后，對逆變電路及其應(yīng)用將有更完整的認(rèn)識■2/1/202413整理版ppt圖5-1逆變電路及其波形舉例

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2/1/202414整理版ppt圖5-2負(fù)載換流電路及其工作波形

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2/1/202415整理版ppt圖5-3直接耦合式強(qiáng)迫換流原理圖

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2/1/202416整理版ppt圖5-4電感耦合式強(qiáng)迫換流原理圖

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2/1/202417整理版ppt圖5-5電壓型逆變電路舉例（全橋逆變電路）

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2/1/202418整理版ppt圖5-6單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形

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2/1/202419整理版ppt圖5-7單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式

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2/1/202420整理版ppt圖5-8帶中心抽頭變壓器的逆變電路

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2/1/202421整理版ppt圖5-9三相電壓型橋式逆變電路

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2/1/202422整理版ppt圖5-10電壓型三相橋式逆變電路的工作波形

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2/1/202423整理版ppt圖5-11電流型三相橋式逆變電路

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2/1/202424整理版ppt圖5-12單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路

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2/1/202425整理版ppt圖5-13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形

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2/1/202426整理版ppt圖5-14電流型三相橋式逆變電路的輸出波形

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2/1/202427整理版ppt圖5-15串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路

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2/1/202428整理版ppt圖5-16換流過程各階段的電流路徑

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2/1/202429整理版ppt圖5-17串聯(lián)二極管晶閘管逆變電路換流過程波形

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2/1/202430整理版ppt圖5-18無換相器電動機(jī)的基本電路

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2/1/202431整理版ppt圖5-19無換相器電動機(jī)電路工作波形

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2/1/202432整理版ppt圖5-20二重單相逆變電路

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2/1/202433整理版ppt圖5-21二重逆變電路的工作波形

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2/1/202434整理版ppt圖5-22三相電壓型二重逆變電路

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2/1/202435整理版ppt圖5-23二次側(cè)基波電壓合成相量圖

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2/1/202436整理版ppt圖5-24三相電壓型二重逆變電路波形圖

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2/1/202437整理版ppt圖5-25三電平逆變電路

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2/1/202438整理版ppt3.3多電平技術(shù)在大功率PE變換器中的應(yīng)用2/1/202439整理版ppt2/1/202440整理版ppt2/1/202441整理版ppt2/1/202442整理版ppt2/1/202443整理版ppt2/1/202444整理版ppt2/1/202445整理版ppt2/1/202446整理版ppt2/1/202447整理版ppt