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1、精选优质文档-倾情为你奉上比较电压型逆变器和电流型逆变器的特点先两者都属于交-直-交变频器，由整流器和逆变器两部分组成。 由于负载一般都是感性的，它和电源之间必有无功功率传送，因此在中间的直流环节中，需要有缓冲无功功率的元件。 如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器；如采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。电压型变频器和电流型变频器的区别仅在于中间直流环节滤波器的形式不同，但是这样一来，却造成两类变频器在性能上相当大的差异，主要表现列表比较如下： 电压型变频器与电流型变频器的性能比较 1、储能元件：电压型变频器电容器；电流型电抗器。2、输出波形的特点：电压形电压波形为
2、矩形波电流波形近似正弦波；电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波3、回路构成上的特点，电压型有反馈二极管直流电源并联大容量电容（低阻抗电压源）；电流型无反馈二极管直流电源串联大电感（高阻抗电流源）电动机四象限运转容易。4、特性上的特点，电压型为负载短路时产生过电流，开环电动机也可能稳定运转；电流型为负载短路时能抑制过电流，电动机运转不稳定需要反馈控制电流型逆变器采用自然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且应用于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也比较差；高压变频器的结构特征 1.1电流型变频器变频器的直流环节采用了电感元件而得名，其优点
3、是具有四象限运行能力，能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流，装置结构复杂，调整较为困难。另外，由于电网侧采用可控硅移相整流，故输入电流谐波较大，容量大时对电网会有一定的影响。 1.2电压型变频器由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名，其特点是不能进行四象限运行，当负载电动机需要制动时，需要另行安装制动电路。功率较大时，输出还需要增设正弦波滤波器。 1.3高低高变频器;采用升降压的办法，将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。原理是通过降压变压器，将电网电压降到低压变频器额定或允许的电压输入范围内，经变频器的变换形成频率和幅度都可变的交流电，再经过升压变压器变换
4、成电机所需要的电压等级。这种方式，由于采用标准的低压变频器，配合降压，升压变压器，故可以任意匹配电网及电动机的电压等级，容量小的时侯（h时（h见图1，为电流滞环宽度，可按参考文献1P64式5?2选取）S1、S4导通，UAB=E，1状态；igifh时S2、S3导通，UAB=E，1状态；|igif|h时S1、S3或S2、S4导通，UAB=0，0状态。两个D触发器使S1S4的开关状态变化只能发生在周期性脉冲信号CLK(频率2f)的上升沿，也就是说开关点在时间轴上是离散的，且最高开关频率为f。仿真和实验表明，iL正半周，逆变器基本上在1和0状态间切换，而iL负半周，逆变器基本上在1和0状态间切换，只有
5、U0过零点附近才有少量的1和1之间的状态跳变，从而使输出脉动减小。2电流型准PWM控制方式图1三态DPM电流滞环跟踪控制方式综合常规PWM单、双极性工作方式的优缺点，并借鉴滞环控制技术，得到改进的电流环控制电路如图2。S3、S4基本上以低频互补，S1、S2以高频互补方式工作。其基本工作原理：(1)ig正半周，即ig0时比较器CMP1输出高电平，S3一直关断。时钟信号CLK的上升沿将触发器RS1置1，S1、S4导通，S2关断，UAB为E，iL按式(1)上升M1=diL/dt=(EU0)/L(1)当iL升至ifig时RS1翻转，S1关断、S2导通，UAB为0，iL按式(2)变化M2=diL/dt=
6、U0/L(2)若U00，则iL下降，至开关周期结束；而若U00，则iL继续上升，此时可能出现三种情况：if上升率小于ig，则if相对于ig下降至开关周期结束；if上升率略大于ig，开关周期结束时if大于ig而小于igh，则下一个开关周期仍保持该状态(UAB为0）；若if升至igh，则CMP3翻转为1、将RS3清零，S4关断，负载通过D2、D3续流，UAB为E，iL按式(3)下降至开关周期结束。if的峰值不大于ighM2=diL/dt=(EU0)/L(3)(2)ig负半周，即ig比较器CMP1输出低电平，S4一直关断。时钟信号CLK的上升沿将触发器RS2清0，S2、S3导通，S1关断，UAB为E
7、，iL按式(3)下降。当iL降至if时RS2翻转，S2关断、S1导通，UAB为0，iL按式(2)变化：若U0，则iL上升至开关周期结束；而若U00，则iL继续下降，此时也可能出现三种情况：if下降率小于ig，则if相对于ig上升至开关周期结束；if下降率略大于ig，开关周期结束时if小于ig而大于igh，则下一个开关周期仍保持该状态(UAB为0)；若if降至igh，则CMP4翻转为1，RS3清零，S3关断，负载通过D1、D4续流，UAB为E，iL按式(1)上升至开关周期结束。|if|的峰值不大于|igh|，即|ig|h。可见，这也是一种三态工作方式：iL与U0同相时，逆变器工作在PWM方式，在
8、1状态和0状态(或1状态和0状态)间转换；二者反相时，滞环才起作用，它使逆变器在1，0和1三种状态间转换。图2电流型准PWM3静态性能的比较以某逆变器为例，分析和比较上述两种控制方式下的动态和静态性能。电路参数：E=180VDC，L=1mH,C=20F；调制频率为f；输出：U0=115VAC、fo=400Hz；额定负载：1kVA电流和电压反馈系数分别为0?4167和0?25；电压调节器为PI型：放大倍数Ap=13?5，时间常数1=0?27ms；表1为不同负载和不同调制频率下U0与基准电压Ur的静态误差和U0的THD。表1不同控制方式下的稳态性能的比较1.f=20kHz静差（）THD（）PWM滞
9、环PWM滞环空载1.021.023.82.8阻性满载0.970.972.62.0感性满载（cos=0.7）0.90.9411.23.5整流性负载1.021.013.23.72.f=30kHz静差（）THD（）PWM滞环PWM滞环空载1.021.020.730.7阻性满载0.980.981.10.77感性满载（cos=0.7）0.940.952.01.4整流性负载1.021.022.83.03.f=30kHz静差（）THD（）PWM滞环PWM滞环空载1.031.020.50.24阻性满载0.980.980.330.26感性满载（cos=0.7）0.950.950.680.41整流性负载1.021
10、.031.92.2图3起动及突加突降负载动态响应过程（a）三态DPM电流滞环跟踪控制方式(b)电流型准PWM控制方式静差定义为：，式中U01是U0基波份量有效值，Uon为输出电压额定值。分析表1及仿真波形(略)，发现：(1)调制频率f较低时，电流型准PWM波形失真较严重，但其THD随f升高而迅速减小。(2)功率开关管在电流型PWM方式时的平均开关频率高于滞环方式，这意味着前者的开关损耗较大。(3)电流型PWM方式下，谐波分量集中在调制频率及其整倍数附近，而电流滞环跟踪控制方式下UAB的谐波比较平均地分布在较宽的范围内，调制频率较低时容易产生较大的噪音。(4)输出电压静差基本上不受电流跟踪方式、
11、调制频率的影响，而主要取决于电压调节器参数，也受主电路参数影响。4动态性能的比较由于开关点的离散性，DPM电流跟踪控制方式在控制电路中引入了一个时间常数为1/f的等效纯滞后环节，对闭环系统的稳定性和动态性能有不利影响。图3为起动及负载变化时两种控制方式下的电感电流iL和输出电压U0仿真波形。可见，PWM方式下的动态性能较好，特别是调制频率较低时，差别更明显。但随着调制频率的提高，滞后时间常数减小，滞环方式的动态性能明显改善，接近于PWM方式。改变PI电压调节器参数(减小放大倍数或增大积分时间常数)可以改善动态响应的稳定性、减小动态压降，但又将增大静态误差，即重载时的电压降落，延长调节时间。换言
12、之，在达到同样动态性能的前提下，电流型PWM控制方式允许较大的放大倍数或较小的积分时间常数，从而获得更好的静态性能。5结语三态DPM电流滞环跟踪控制方式实现简单，开关损耗较低、失真较小。电流型准PWM控制方式可以获得较好的动态性能，特别是系统稳定性及较小的输出电压降落，电路实现比较复杂，它适于调制频率较低或逆变器输出滤波电感L、电容C较小的情况。而调制频率较高时，三态DPM电流滞环跟踪不失为一种简单而性能优良的控制方式。参考文献1丁洛.多逆变器共用谐振直流环节系统的研究，博士论文.南京：南京航空航天大学，19692MichaelJ.Ryan,WilliamE.Brumsickle,andRobertD.Lorenz.Controltopologyoptionsforsingle?phaseUPSinverters.IEEETransIndApplication,1997,33(2):4935013王创社，乐开端，谭玉山，杜忠.开关电源两种控制模式的分析与比较.电力电子技术，1998（3）4张加胜，郝荣泰.滞环控制变流器的开关频率研究.电工电能新技术，1998（1）专心-专注-专业