1、Chapter 4 Inverter 主讲：伍文俊 第四章 逆变电路（ DC-AC） 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 三相电压型逆变电路工作方式： 主要应用：三相交流 调速、无功补偿、并网逆变器等。 类工作方式 类工作方式 类工作 (180度导电型 ):逆变桥各相均有一个管子导通； 类工作 (120度导电型 ):逆变桥只有两相各有一个管子导通。 2 4.3 三相电压型逆变电路 (Three Phase Voltage Source Inverter) 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 工作类型决定控制方式不一样 ,复杂程度有差异 ,本节主要讲 类工作三相桥式逆变电路
2、。 （一） 类工作三相桥式电压型逆变电路 前提：负载为三相对称负载，功率开关器件为理想器件。 1.本电路的目的 输入 :直流电压源。输出 :三相交流。 2.主要掌握 (1)六个主控开关管的脉冲波形； (2)负载相电压及线电压波形； (3)负载相电压及线电压的 谐波分析。 )3( 3 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 3.电路结构与分析 (1)触发脉冲的发法： 各管脉冲持续 180 ,按 顺序依次滞后 60 ，保证理想交流电压的输出。 同相上桥和下桥管子控制脉冲互补，之间应有 死区 。 (2)两类等效电路 1 2 3 4 5 6 1V V V V V V V 4 自动化与信工程学院电
3、气系 -电力电子技术 - 5 4.工作原理 感性负载 关心波形 :六管控制脉冲， uAN， uBN， uAB， iA )3( 各区域工作状态 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 6 各区域工作状态 等效电路 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 7 谐波分析 : 01( sin c o s )A B A B n nnu U a n t b n t 线电压 : 显然 201 2 5sin ( 1 c o s ) ( c o s c o s ) 33dn A BU nna u n td t nn d0 , 32 21 c os ) , 1 , 5 , 7, 11 , 13 , 3
4、nU n nn 为 偶 数 或 的 倍 数（00 ABU 类工作波形小于 60 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 8 2533dd011 c o s c o snb U n td t U n td t d0 , 32 2si n , n 1 , 5 , 7, 11 , 13 .3nnU nn 为 偶 或 为 的 倍 数为6 1 ,n k k为 为 自 然 数 。故线电压的 FFT分析为： 输出线电压有效值为： 2 2A B A B d d012 d 0.81 623U u t U U 类工作波形小于 60 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 9 同理可得： 6 1 ,n
5、k k 为 自 然 数线电压基波幅值和基波有效值分别为： dA B 1 m d23 1 .1UUUA B 1 mA B 1 d d6 0 . 7 82UU U U 相电压 : 输出相电压有效值为： 2 2A N A N d d012 d 0.47 123U u t U U 类工作波形小于 60 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 10 小结 : (1)脉冲宽度 180度，每隔 60度换相一次； (2)为 纵向换相 ,故换相要可靠 (否则电源短路 )； 为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路，要采取 “先断后通” 的方法 -死区。 (3)每个瞬时都有三个管子导
6、通。 一个二极管两个主控管和 三个主控管 两种状态交替导通。 基波幅值和基波有效值分别为： dA N1m d2 0.637UUUA N 1 mA N 1 d0 . 4 52UUU 类工作波形小于 60 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 11 感性负载 关心波形 :六管控制脉冲， uAN， uBN， uAB， iA )3( 类工作波形大于 60 类工作波形小于 60 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 12 以阻性负载为例。 特点 (1)脉冲宽度 120度，每隔 60度换一次相； (2)每个瞬时只有两相各有一管导通 ,另一相不通。 (3)属 横向换相。 输出电压 FFT分析
7、 123sin sin ( )333 11sin( ) sin 5 ( ) sin 7 ( ) 3 5 3 7 3dABndU nu n tnUt t t （二） 类工作三相桥式电压型逆变电路 类工作波形 类工作波形小于 60 线相电压 FFT分析： 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 13 12si n si n ( )363 11si n( ) si n 5 ( ) si n 7 ( ) .6 5 6 7 6dANndU nu n tnUt t t 类工作波形 类工作波形小于 60 线电压基波幅值和基波有效值分别为： ddA B 1 m U955.0U3U ddA B 1 U6
8、7 5.02U3U 相电压 FFT分析： 相电压基波幅值和基波有效值分别为： 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 14 类与 类工作对比： (1) 类工作逆变器功率器件和电源利用率较高 ，其输出电压也较高； (2) 类工作逆变器每次换流是在不同相的桥臂间进行的 ,属横向换流 ， 故它可以避免同一相上臂和下臂的直通现象 ,较 类工作逆变器可靠 。 ddA B 1 m U55.0U3U ddA B 1 m U39.02U3U 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 15 1.调节直流侧电压 ,调节直流侧输出电压 Ud可调节逆变输出电压。前提是直流侧电压可控。 +可 控 整 流 前
9、端实 现 方 法不 控 整 流 直 流 斩 波2.脉宽调制： 调节逆变输出电压的脉冲宽度 ,如前述移相调压， 类和 类输出电压不同。 3.多重化： 把逆变电路输出波形半个周期内的脉冲分割成多个 ,通过对每个脉冲的宽度进行控制 ,来控制输出电压并改善波形。 小结： Output Voltage Regulation -The End- 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 16 作业 : P118-5 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 17 三相桥式逆变电路的工作状态表 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 18 三相桥式逆变电路的等效电路 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 19 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 20 自动化与信工程学院电气系 -电力电子技术 - 21 类工作
