《多重逆变电路和多电平逆变电路.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多重逆变电路和多电平逆变电路.ppt(56页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2020/10/22,1,3.2 多重逆变电路和多电平逆变电路,电压型输出电压是矩形波,电流型输出电流是矩形波,谐波多 多重逆变电路把几个矩形波组合起来,接近正弦 多电平逆变电路输出较多电平,使输出接近正弦 3.2.1 多重逆变电路 电压型、电流型都可多重化,以电压型为例 单相电压型二重逆变电路 两个单相全桥逆变电路组成,输出通过变压器T1和T2串联起来 输出波形:两个单相的输出u1和u2是180矩形波,2020/10/22,2,3.2.1 多重逆变电路,3次谐波 u1和u2相位错开j =60,其中3次谐波就错开了3X60=180 变压器串联合成后,3次谐波互相抵消,总输出电压中不含3次谐波
2、uo波形是120矩形波,含6k1次谐波,3k次谐波都被抵消,图5-20 二重单相逆变电路,2020/10/22,3,3.2.1 多重逆变电路,多重逆变电路有串联多重和并联多重两种 串联多重把几个逆变电路的输出串联起来,多用于电压型 并联多重把几个逆变电路的输出并联起来,多用于电流型,图5-21 二重逆变电路的工作波形,2020/10/22,4,3.2.1 多重逆变电路,三相电压型二重逆变电路 由两个三相桥式逆变电路构成,输出通过变压器串联合成 两个逆变电路均为180导通方式 逆变桥II的相位比逆变桥I滞后30,图5-22 三相电压型二重逆变电路,图5-23 二次侧基波电压合成相量图,2020/
3、10/22,5,3.2.1 多重逆变电路,T1为/ Y联结,线电压变比为 (一次和二次绕组匝数相等) T2一次侧联结,二次侧两绕组曲折星形接法,其二次电压相对于一次电压而言,比T1的接法超前30,以抵消逆变桥II比逆变桥I滞后的30。这样,uU2和uU1的基波相位就相同,图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图,2020/10/22,6,3.2.1 多重逆变电路,输出谐波分析 uU1展成傅里叶级数 n=6k1 (5-24) n次谐波有效值 (5-25),(5-23),2020/10/22,7,3.2.1 多重逆变电路,输出相电压uUN展开成傅里叶级数,可得其基波有效值 (5-26) n次谐波有
4、效值 (5-27) n=12k1,uUN中已不含5次、7次等谐波 直流侧电流每周期脉动12次,称为12脉波逆变电路 使m个三相桥逆变电路的相位依次错开p/(3m),连同合成输出电压并抵消上述相位差的变压器,就可构成6m脉波逆变电路,2020/10/22,8,3.2.2 多电平逆变电路,回顾图5-9三相电压型桥式逆变电路和图5-10的波形 以N为参考点,输出相电压有Ud/2和-Ud/2两种电平,称为两电平逆变电路,图5-25 三电平逆变电路,三电平逆变电路 图5-25,也称中点钳位型 (Neutral Point Clamped)逆变 电路,每桥臂由两个全控器件串联构成,两者中点通过钳位二极管和
5、直流侧中点相连,2020/10/22,9,3.2.2 多电平逆变电路,U相工作情况与输出相电压的电平 V11和V12(或VD11和VD12)通,V41和V42断,UO间电位差为Ud/2 V41和V42(或VD41和VD42)通,V11和V12断,UO间电位差为-Ud/2 V12和V41导通,V11和V42关断时,UO间电位差为0 V12和V41不能同时导通 iU0时,V12和VD1导通 iU0时,V41和VD4导通,2020/10/22,10,3.2.2 多电平逆变电路,线电压的电平 相电压相减得到线电压 两电平逆变电路的输出线电压有Ud和0三种电平 三电平逆变电路的输出线电压有Ud、Ud/2
6、和0五种电平 三电平逆变电路输出电压谐波可大大少于两电平逆变电路 三电平逆变电路另一突出优点:每个主开关器件承受电压为直流侧电压的一半,2020/10/22,11,本章小结,讲述基本的逆变电路的结构及其工作原理 四大类基本变流电路中,AC/DC和DC/AC两类电路更为基本、更为重要 换流方式 分为外部换流和自换流两大类,外部换流包括电网换流和负载换流两种,自换流包括器件换流和强迫换流两种 晶闸管时代十分重要,全控型器件时代其重要性有所下降,2020/10/22,12,本章小结,逆变电路分类方法 可按换流方式、输出相数、直流电源的性质或用途等分类 本章主要采用按直流侧电源性质分类的方法,分为电压
7、型和电流型两类 电压型和电流型的概念用于其他电路,会对这些电路有更深刻的认识 负载为大电感的整流电路可看为电流型整流电路 电容滤波的整流电路可看成为电压型整流电路,2020/10/22,13,本章小结,与其他章的关系 本章对逆变电路的讲述是很基本的,还远不完整 下一章的PWM控制技术在逆变电路中应用最多,绝大部分逆变电路都是PWM控制的,学完下一章才能对逆变电路有一个较为完整的认识 逆变电路的直流电源往往由整流电路而来,二都结合构成间接交流变流电路 此外,间接直流变流电路大量用于开关电源,其中的核心电路仍是逆变电路 将在第8章介绍,学完第8章后,对逆变电路及其应用将有更完整的认识,2020/1
8、0/22,14,图5-1 逆变电路及其波形举例,返回,2020/10/22,15,图5-2 负载换流电路及其工作波形,返回,2020/10/22,16,图5-3 直接耦合式强迫换流原理图,返回,2020/10/22,17,图5-4 电感耦合式强迫换流原理图,返回,2020/10/22,18,图5-5 电压型逆变电路举例(全桥逆变电路),返回,2020/10/22,19,图5-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形,返回,2020/10/22,20,图5-7 单相全桥逆变电路的移相调压方式,返回,2020/10/22,21,图5-8 带中心抽头变压器的逆变电路,返回,2020/10/22,22,
9、图5-9 三相电压型桥式逆变电路,返回,2020/10/22,23,图5-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形,返回,2020/10/22,24,图5-11 电流型三相桥式逆变电路,返回,2020/10/22,25,图5-12 单相桥式电流型(并联谐振式)逆变电路,返回,2020/10/22,26,图5-13 并联谐振式逆变电路工作波形,返回,2020/10/22,27,图5-14 电流型三相桥式逆变电路的输出波形,返回,2020/10/22,28,图5-15 串联二极管式晶闸管逆变电路,返回,2020/10/22,29,图5-16 换流过程各阶段的电流路径,返回,2020/10/22,30
10、,图5-17 串联二极管晶闸管逆变电路换流过程波形,返回,2020/10/22,31,图5-18 无换相器电动机的基本电路,返回,2020/10/22,32,图5-19 无换相器电动机电路工作波形,返回,2020/10/22,33,图5-20 二重单相逆变电路,返回,2020/10/22,34,图5-21 二重逆变电路的工作波形,返回,2020/10/22,35,图5-22 三相电压型二重逆变电路,返回,2020/10/22,36,图5-23 二次侧基波电压合成相量图,返回,2020/10/22,37,图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图,返回,2020/10/22,38,图5-25 三电平逆变电路,返回,2020/10/22,39,3.3多电平技术在大功率PE变换器中的应用,2020/10/22,40,2020/10/22,41,2020/10/22,42,2020/10/22,43,2020/10/22,44,2020/10/22,45,2020/10/22,46,2020/10/22,47,2020/10/22,48,2020/10/22,49,2020/10/22,50,2020/10/22,51,2020/10/22,52,2020/10/22,53,2020/10/22,54,2020/10/22,55,2020/10/22,56,多重化的脉宽调制输出电压波形,