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1、第4章 直流交流变换器 直流交流直流交流功率变换称为功率变换称为逆变逆变 介绍：介绍：单相半桥、单相半桥、全桥、三相桥全桥、三相桥逆变基本原理逆变基本原理PWMPWM控制输出控制输出电压大小和波电压大小和波形的基本原理形的基本原理高压、大容高压、大容量逆变器复合量逆变器复合结构结构4-2 4-2 电压型单相方波逆变电路工作原理电压型单相方波逆变电路工作原理 4-2-1 4-2-1 电压型单相方波电压型单相方波 半桥逆变电路半桥逆变电路电容分压，半桥电路电容分压，半桥电路T T1 1、T T2 2交替通、断交替通、断二级管二级管D D的功用的功用R R、L L负载时，负载时，T T、D D交替交
2、替导电导电4-2-2 电压型单相全桥逆变电路 T1T1、T4T4与与T2T2、T3T3 交替通、断交替通、断观看flash演示不同负载时，不同负载时，D D、T T导电情况不同导电情况不同T T导电供电，导电供电，D D导电导电续流（反回）续流（反回）变压器中心抽头推挽式单相逆变电路 w仅二个开关仅二个开关T1、T2轮轮流导电流导电180度度w开关管断态电压高一开关管断态电压高一倍倍 2Vdw要输出变压器要输出变压器w适用于低压小功率、适用于低压小功率、须隔离的应用须隔离的应用4-1 4-1 逆变器类型和性能指标逆变器类型和性能指标4-1-1 逆变器的类型逆变器的类型(1)依据直流电源的依据直
3、流电源的 特性不同可分为特性不同可分为:VSICSI4-1 逆变器类型和性能指标(续1)4-1-1 逆变器的类型逆变器的类型(1)依据直流电源的依据直流电源的 特性不同可分为特性不同可分为:(2)电压型逆变器电压型逆变器VSI、电流型逆变器电流型逆变器CSI(2)按按输出电压不同分为输出电压不同分为CVCF、VVVF、脉冲型脉冲型(3)按逆变器电路结构不同分为：按逆变器电路结构不同分为：单相半桥单相半桥单相全桥单相全桥推挽逆变推挽逆变三相桥三相桥(4)按开关器件不同及换流关断方式不同分类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、自关断、强迫关断、有源逆变、
4、负载反电动势、负载谐振换流逆变器。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逆变电路输出的逆变电路输出的n n次谐波有效值次谐波有效值VnVn经经LCLC滤波后在负载上的滤波后在负载上的n n次谐次谐波电压波电压V VLnLn为为:4-3 单相逆变器输出电压和波形控制 控制输出电压基波控制输出电压基波V1V1的大小的大小 控制输出电压波形，要求谐波系数小，谐波频率高控制输出电压波形，要求谐波系数小，谐波频率高控制方案控制方案1:1:控制方案控制方案2:2:控制方案控制方案3:3:可控整流方案可控整流方案斩波调压方案斩波调压方案逆变器自身控制方案逆变器自身控制方案4-
5、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)冲量等效原理冲量等效原理:大小、波形不相同的大小、波形不相同的窄脉冲窄脉冲变量作用于惯性系变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量即统时，只要它们的冲量即变量对时间的变量对时间的积分积分相等，相等，其作用效果基本相同。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在某一很短的时间段期间，正弦电压与同一时间段间，正弦电压与同一时间段中等幅脉冲电压作用于中等幅脉冲电压作用于L、R电路时，只要两个电路时，只要两个窄脉冲窄脉冲电电压的压的冲量相等冲量相等，则它们所形，则它们所形成的电流响应就相同。因此成的电流响应就相同。因此要使要使图图4.8(b)的的PWM电压波电压波在每一时间段都与该时段中在每一时间段都与该时段中正弦电压等效，除每一时间正弦电压等效，除每一时间段的面积相等外，每个时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲还必须很窄，段的电压脉冲还必须很窄，这就要求脉波数量这就要求脉波数量P很多。脉很多。脉波数越多，不连续的按正弦波数越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉波电压规律改变宽度的多脉波电压就越等效于正弦电压。就越等效于正弦电压。