DCAC直流交流逆变换器

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第4章 直流交流变换器,4-1 逆变器类型和性能指标,4-1-1 逆变器的类型,(1)依据直流电源的 特性不同可分为:,1.电压型逆变器VSI,2.电流型逆变器CSI,4-1 逆变器类型和性能指标(续1),4-1-1 逆变器的类型,依据直流电源的 特性不同可分为:,电压型逆变器,VSI、,电流型逆变器,CSI,(2),按,输出电压不同分为,CVCF、VVVF、,脉冲型,(3),按逆变器电路结构不同分为：,单相半桥,单相全桥,推挽逆变,三相桥,(4),按开关器件不同及换流关断方式不同分类:,自关断、强迫关断、有源逆变、负载反电动势、,负载谐振换流逆变器。,4-1-2 逆变器输出电压波形性能指标,畸变系数DF,逆变电路输出的n次谐波有效值Vn经LC滤波后在负载上的n次谐波电压,V,Ln,为:,4-2 电压型单相方波逆变电路工作原理,4-2-1 电压型单相方波 半桥逆变电路,电容分压，半桥电路,T,1,、T,2,交替通、断,二级管,D,的功用,R、L,负载时，,T、D,交替导电,4-2-2 电压型单相全桥逆变电路,T1、T4与T2、T3,交替通、断,观看flash演示,不同负载时，,D、T,导电情况不同,T,导电供电，,D,导电续流（反回）,变压器中心抽头推挽式单相逆变电路,仅二个开关T1、T2轮流导电180度,开关管断态电压高一倍 2V,d,要输出变压器,适用于低压小功率、须隔离的应用,4-3 单相逆变器输出电压和波形控制,控制输出电压基波,V1,的大小,控制输出电压波形，要求谐波系数小，谐波频率高,控制方案1:,控制方案2:,控制方案3:,可控整流方案,斩波调压方案,逆变器自身控制方案,4-3-1 单脉冲脉宽调制,4-3-1 单脉冲脉宽调制(续1),4-3-2 正弦脉冲宽度调制SPWM基本原理,观看flash演示,4-3-2 正弦脉冲宽度调制SPWM基本原理(续1),冲量等效原理,:,大小、波形不相同的,窄脉冲,变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量即变量对时间的,积分,相等，其作用效果基本相同。,4-3-2 正弦脉冲宽度调制SPWM基本原理(续2),在某一很短的时间段期间，正弦电压与同一时间段中等幅脉冲电压作用于L、R电路时，只要两个,窄脉冲,电压的,冲量相等,，则它们所形成的电流响应就相同。因此要使,图4.8(b),的PWM电压波在每一时间段都与该时段中正弦电压等效，除每一时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲还必须很窄，这就要求脉波数量P很多。脉波数越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉波电压就越等效于正弦电压。,逆变器自身控制方案,Z,d,V,3,T,4,T,3,D,4,D,b,1,T,2,T,1,D,2,D,a,d,i,a,i,单相半桥,单相全桥,4-3-3 单极性正弦脉冲宽度调制SSPWM,T1（D1）、T4（D4）导通,VabVd,T3（D3）、T2（D2）导通,VabVd,T1（D1）、T3（D3）导通,或T2（D2）、T4（D4）导通,Vab0,4-3-3 单极性正弦脉冲宽度调制SSPWM（续1）,观看flash演示,（续2）,（续3）,(1),P=6,2P-1=11,最低谐波为11次,(3)11次谐波大于1/11=9%,(2),（续4）,4-3-4 双极性正弦脉宽调制BSPWM,双极性三角波,V,c,V,r,交点确定开关通、断点,输出电压正、负半周中，,v,ab,既有正电压也有负电压，没有零电压,观看flash演示,4-3-4 双极性正弦脉宽调制BSPWM(续1),4-3-4 双极性正弦脉宽调制BSPWM(续2),相同的开关频率时,单极SPWM：,开关动作次数相对少些，谐波情况好些，多用于单相逆变。,双极性SPWM：,谐波情况差些，用于三相逆变。,4-3-8 基波移相控制,4-4 三相逆变器工作原理,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理,三个相差120度的单相逆变器组成一个三相逆变器,4-4 三相逆变器工作原理,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理（续1,）,三个相差120度的单相逆变器组成一个三相逆变器,A,相,：,T1、T4、T1、T4,B,相,：,T3、T6、T3、T6,C,相：,T5、T2、T5、T2,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理（续2）,（2）三相桥式逆变器,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理（续3）,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理（续4,）,4-4-1 电压型三相逆变器工作原理（续5）,4-4-2 电流型三相逆变器工作原理,L大，,i,D,恒定,120度导电模式，仅两个开关同时导电,12，23，34，45，56，61，12,4-4-2 电流型三相逆变器工作原理（续1）,三角形负载,4-5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制,观看flash演示,4-5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制(续1),4-5 三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制(续2),（1）驱动信号可由硬件电路,实现，亦可由软件采用,Micro Processor.或,DSP实现。,（2）提高电压利用率，可改变,v,r,或采用空间矢量控制。,4-8 大容量逆变器的复合结构,器件串联提高电压,器件并联增大电流,几个三相桥电路通过变压器组合成复合型逆变器是,扩大容量的有效途径,开关器件电压67KV，3KA6KA、8KA,一个三相桥容量难于达到10MVA,4.8.1 12阶梯波逆变器,4.8.1 12阶梯波逆变器（续1）,4.8.1 12阶梯波逆变器（续3）,4.8.2 24阶梯波逆变器,24阶梯波逆变器(续1),输出电压波形合成,