逆变电路知识点总结
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，逆变器是逆变电路的核心组件。
逆变电路广泛应用于电力电子领域，如太阳能发电系统、风能发电系统、电动汽车等。
本文将详细介绍逆变电路的工作原理及其相关知识。
一、逆变电路的基本原理逆变电路通过改变输入电源的电压和电流波形，将直流电能转换为交流电能。
逆变电路主要由开关器件、滤波电路和控制电路组成。
1. 开关器件：逆变电路中常用的开关器件有晶体管和功率MOSFET。
开关器件的作用是根据控制信号将直流电源连接到输出负载或断开连接，从而实现电能的转换。
2. 滤波电路：逆变电路的输出通常是脉冲宽度调制（PWM）信号，需要通过滤波电路将其转换为纯净的交流电信号。
滤波电路通常由电感和电容组成，用于滤除脉冲信号中的高频成分，使输出电压平滑。
3. 控制电路：逆变电路的控制电路负责生成开关器件的控制信号，以实现对输出电压和频率的调节。
控制电路通常由微处理器或专用控制芯片实现，它可以根据输入信号和系统要求进行逆变电路的控制。
二、逆变电路的工作模式逆变电路可以分为两种工作模式：单相逆变和三相逆变。
1. 单相逆变：单相逆变电路适用于单相交流电源。
它通过将直流电源经过开关器件进行开关控制，产生PWM信号，然后通过滤波电路将其转换为纯净的交流电信号。
单相逆变电路常用于家用电器、UPS电源等领域。
2. 三相逆变：三相逆变电路适用于三相交流电源。
它通过控制三相开关器件的导通和断开，实现对输出电压和频率的调节。
三相逆变电路常用于工业电力系统、电动机驱动等领域。
三、逆变电路的应用逆变电路广泛应用于各个领域，其中一些主要应用包括：1. 太阳能发电系统：逆变电路将太阳能电池板输出的直流电能转换为交流电能，供电给家庭或商业用途。
逆变电路可以控制输出电压和频率，以适应不同的负载需求。
2. 风能发电系统：逆变电路将风力发电机输出的直流电能转换为交流电能，供电给电网或独立的电力系统。
逆变电路可以实现功率调节和电压调节，以适应风力发电机的变化。
有源逆变知识点总结
有源逆变知识点总结有源逆变器技术的基本原理是利用功率半导体器件（如MOSFET、IGBT等）来实现对直流电能输入端的调制和变换，最终输出交流电能。
有源逆变器主要包括控制电路、逆变电路和滤波电路三部分。
控制电路是有源逆变器的核心部分，它通过对功率半导体器件进行精确的控制，实现对输入直流电压的调节和对输出交流电压的稳定。
控制电路一般采用现代控制理论和数字信号处理技术，能够实现高精度的电压和频率调节，提高了逆变器的输出质量和稳定性。
逆变电路是有源逆变器的主要工作部分，它通过功率半导体器件的开关动作，将输入的直流电压转换为高质量的交流电压输出。
逆变电路的设计和参数选择直接影响了逆变器的性能和效率，因此需要严格的计算和分析。
滤波电路是为了减小逆变器输出端的谐波和杂散干扰，提高输出电压波形质量和稳定性而设置的。
滤波电路通常包括谐波滤波器和EMI滤波器两部分，能够有效抑制逆变器输出端的谐波和电磁干扰，保证了逆变器的正常工作和输出质量。
有源逆变器技术的发展主要体现在以下几个方面：1、功率密度的提高。
随着功率半导体器件技术的不断发展，有源逆变器的功率密度和效率得到了大幅提升。
现在的有源逆变器可以实现更小体积和更大输出功率，具有更高的性能和可靠性。
2、输出电压波形的改善。
传统的逆变器输出电压波形存在谐波和杂散干扰等问题，而有源逆变器通过控制电路和滤波电路的优化设计，可以实现更为纯净的输出电压波形，提高了电能的利用效率和稳定性。
3、多级结构的应用。
多级逆变器能够有效降低逆变器输出端的谐波和增加输出电压的调节范围，因此在大功率逆变器和高性能逆变器领域得到了广泛的应用。
有源逆变器通过多级结构的设计和控制，能够实现更高的工作频率和更大的功率范围。
4、智能化和数字化控制。
有源逆变器采用了现代控制理论和数字信号处理技术，能够实现更高精度的电压和频率调节，提高了系统的响应速度和稳定性。
同时，智能化控制技术也使得有源逆变器具有了更多的功能和应用场景，为电力电子领域的发展带来了新的机遇。
电气类专业知识点：逆变电路
电气类专业知识点：逆变电路1）逆变定义：将直流电能变成交流电能。
（2）有源逆变：逆变电路的交流输出侧接在电网上。
（3）无源逆变：逆变电路的交流输出侧直接和负载相连。
电压型逆变电路（1）逆变电路分类：根据直流侧电源性质可以分为电压（源）型逆变电路和电流（源）型逆变电路。
（2）电压（源）型逆变电路VSI：直流侧为电压源。
（3）电流（源）型逆变电路CSI：直流侧为电流源。
（4）电压型逆变电路举例：① 直流侧为电压源，或并联有大电容。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
② 由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③ 当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
④ 图中逆变桥各臂都并联反馈二极管，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。
4.2.1 单相电压型逆变电路4.2.1.1 半桥逆变电路（1）电路原理图三相电压型逆变电路三相电压型桥式逆变电路电路图电流型逆变电路（1）定义：直流电源为电流源的逆变电路，一般情况下为大电感形式的直流电流源。
（2）电流型三相桥式逆变电路：（3）电流型逆变电路的特点：① 直流侧串联大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
② 电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③ 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
逆变电路的基本工作原理
逆变电路的基本工作原理逆变电路是一种用于将直流电转换为交流电的电路，它在许多电子设备和工业自动化系统中都得到广泛应用。
了解逆变电路的基本工作原理对于理解其应用和故障排查都至关重要。
本文将详细介绍逆变电路的基本工作原理。
一、什么是逆变电路逆变电路是一种电子装置，能将直流电能转换为交流电信号。
它通常由电源、逆变器和输出滤波器组成。
逆变电路的主要作用是改变电源电压的形式和频率，使其适应不同的电气设备。
二、逆变电路的分类根据逆变器的工作原理和输出波形的形式，逆变电路可分为以下几类：1. 方波逆变器：方波逆变器是一种简单的逆变电路，它通过切换技术将直流电转换为方波交流电。
方波逆变器的输出波形近似于方波，但含有大量的谐波成分。
2. 正弦波逆变器：正弦波逆变器是一种复杂的逆变电路，它通过将直流电转换为近似正弦波形的交流电。
正弦波逆变器的输出波形接近理想的正弦波，可以满足对电源质量要求较高的设备使用。
3. 修正正弦波逆变器：修正正弦波逆变器是一种改善了谐波成分的正弦波逆变器，能产生近似正弦波的输出波形，并减少谐波幅度。
三、逆变电路的基本工作原理是通过开关器件将直流电转换为脉冲电流，再通过滤波电路将脉冲电流转换为光滑的交流电。
逆变电路的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 直流电源供电：逆变电路的第一步是将直流电源连接到电路中，为后续的逆变过程提供能量。
2. 逆变器开关动作：逆变器中的开关器件（如晶体管、可控硅）按照事先设定的规律进行开关动作，将直流电源的输出切换为脉冲信号。
3. 脉冲信号滤波：脉冲信号经过输出滤波器滤波，将脉冲信号转换为光滑的交流电信号。
4. 输出电压控制：逆变电路可以通过控制开关器件的开关频率和占空比来调节输出电压的幅值和频率。
5. 输出电压保护：逆变电路一般配备过载保护和短路保护功能，当负载电流超过一定阈值或出现短路时，将及时切断电路，保护逆变器和负载设备的安全。
四、逆变电路的应用逆变电路广泛用于各种电子设备和工业自动化系统中，主要应用于以下领域：1. 太阳能发电系统：逆变电路是太阳能发电系统的重要组成部分，能将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电用于供电。
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其工作原理基于电子器件的开关特性。
逆变电路广泛应用于各种电子设备中，如电力变换器、UPS电源、太阳能发电系统等。
一、基本原理逆变电路的基本原理是利用开关器件（如晶体管、功率MOSFET、IGBT等）将直流电源的电压进行周期性开关，通过控制开关时间和频率，可以实现直流电能向交流电能的转换。
逆变电路主要分为两种类型：单相逆变电路和三相逆变电路。
二、单相逆变电路单相逆变电路是指将直流电源转换为单相交流电源的电路。
其基本结构包括整流滤波器、逆变桥和输出滤波器。
整流滤波器用于将输入的交流电源转换为直流电源，逆变桥则控制开关器件的导通和关断，输出滤波器用于去除逆变过程中产生的高频噪声。
单相逆变电路的工作过程如下：1. 输入电源将交流电压输入整流滤波器，滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2. 逆变桥根据控制信号控制开关器件的导通和关断，将直流电源的电压进行周期性开关。
3. 开关器件导通时，直流电源的电压通过输出滤波器转换为交流电压。
4. 输出滤波器去除逆变过程中产生的高频噪声，得到稳定的交流输出电压。
三、三相逆变电路三相逆变电路是指将直流电源转换为三相交流电源的电路。
其基本结构包括整流滤波器、逆变桥和输出滤波器。
整流滤波器用于将输入的交流电源转换为直流电源，逆变桥则控制开关器件的导通和关断，输出滤波器用于去除逆变过程中产生的高频噪声。
三相逆变电路的工作过程如下：1. 输入电源将三相交流电压输入整流滤波器，滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2. 逆变桥根据控制信号控制开关器件的导通和关断，将直流电源的电压进行周期性开关。
3. 开关器件导通时，直流电源的电压通过输出滤波器转换为三相交流电压。
4. 输出滤波器去除逆变过程中产生的高频噪声，得到稳定的三相交流输出电压。
四、逆变电路的应用逆变电路广泛应用于各种电子设备中，如：1. 电力变换器：逆变电路可以将直流电能转换为交流电能，用于电力系统中的电能转换和传输。
逆变电路概述
成负载换流; 4）强迫换流指的是设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向
电压以完成换流。
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相关重点概念
3.3 死区效应及其补偿： 1）死区时间： 三相桥式逆变电路中，通常采用双极性 SPWM调制技术。任何固态的功率开关 管都存在着一定的导通和关断时间,为确 保同一桥臂上下开关管不致发生直通故 障，通常采用将理想的SPWM驱动信号 上升沿(或下降沿)延迟一段时间Td称为 死区时间。死区是为保证开关器件安全、可靠运行而采取的措施。
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逆变电路的分类
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逆变电路的换流和死区
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相关重点概念
3.1 换流： 换流（commutation）指电力电子电路中支路间电流的转移。也成为换
相。 3.2 逆变电路的换流方式: 1）器件换流指的是利用全控型器件自关断的能力进行换流，主要用于全
控型逆变电路; 2）电网换流指的是电网提供换流电压，只要在待换流器件上添加负的电
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逆变电路的基本概念
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逆变电路的分类
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逆变电路的换流和死区
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逆变电路基本概念
1.1 什么是逆变电路？ 逆变电路是指把直流电变为交流电的电路,它与整流电路相对应,有非 常重要的作用.它的基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电 路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
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逆变电路分类
2.4 按电流波形： 可分为正弦逆变电路和非正弦逆变电路.前者开关器件中的电流为正 弦波,其开关损耗较小,宜工作于较高频率.后者开关器件电流为非正弦 波,因其开关损耗较大,故工作频率较正弦逆变电路低。
逆变电路讲解
§4-1 有源逆变的工作原理
二、直流发电机—电动机系统功率的传递 小结： 1、两个电源同极性相连时，电流从电动势高的电源正极
流向电动势低的电源正极，电流大小由两个电势之 差与回路总电阻决定，如果回路电阻很小，那么很 小的电动势也可以产生足够大的电流，使两个电源 之间交换很大的功率。 2、电流从电源正极端流出，则该电源输出功率，从电源 的正端输入，则为吸收功率。 3、两个电源反极性相接时，当回路电阻很小时，形成短 路，两个电源均输出功率，消耗在电阻上，严防这 类事故发生。
电力电子技术
§4-2 逆变失败与逆变角的限制
综上所述： 为了防止逆变颠覆，不仅逆变角不能等于零，且不 能太小，必须限制某一允许的最小角度内。
min 0 a 30 35
γ 为换相重叠角12°—25°随电路形式工作电流的 大小不同而不同。第二项为晶闸管关断时间所对应 的电角度，约为3.6°—5.4°。第三项为安全裕量 角，主要是是考虑脉冲调整时不对称、电网波动， 畸变与温度等影响，通常取10°左右。
3.不能采用半控桥式整流电路或有续流二极管的电路 （不可能输出负电压）。也不允许直流侧接上反极 性的直流电源。
四、常用的有源逆变电路 1三相半波有源逆变电路 2全相全控桥有源逆变电路。 电力电子技术
§4-2 逆变失败与逆变角的限制
逆变失败： 逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源 就会通过晶闸管电路形成短路，或者使整流桥的输 出平均电压和直流电势变成顺向串联，由于逆变回 路电阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败 或逆变颠覆。
小结：1.实现有源逆变的两个条件 ： 直流侧必须外接与直流电流Id同方向的直流电源E， 其数值要稍大于Ud。 变流器必须工作在β<90°区域，使Ud<0，才能把直 流功率逆变为交流功率返送到电网。
任务五 逆变电路
所以，为了防止逆变失败，不仅逆变角β不能等于零，而且不能太小， 必须限制在某一允许的最小角度内。
子任务1 有源逆变电路
图4-3 交流侧电抗对逆变换相过程的影响
4.1 有源逆变电路
2．最小逆变角βmin 由逆变失败的原因可以看出，对于逆变角β的取值不能太小，应该 设定一最小逆变角。确定逆变角的大小需要考虑以下三方面的因素：
子任务1 有源逆变电路
二、 逆变失败与最小逆变角的限制
逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电 路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串 联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为 逆变失败，也称为逆变颠覆。 1．逆变失败的原因 （1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲， 如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电 压和直流电动势顺向串联，形成短路。 （2）晶闸管发生故障。在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应 该导通期间，器件不能导通，造成逆变失败。 （3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失。由于直流电动势 E的存在，晶闸管仍可导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电 动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。 （4）换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起换相 重叠角对逆变电路换相的影响。
无源逆变电路主要应用
开关电源
感应加热
交流电机变频调速
无源逆变电路主要应用
感应加热
不间断电源（UPS）
子任务1 有源逆变电路
一、 有源逆变电路的工作原理
1．直流发电机—电动机系统电能的流转
图4-1 直流发电机-电动机之间电能的流转
子任务1 有源逆变电路
第5章 逆变电路
5.1 换流方式5.2 电压型逆变电路5.3 电流型逆变电路5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路本章小结逆变把直流电变成交流电源逆变交流侧接有电源逆变电路无源逆变交流侧直接和负载连接一般指无源逆变电路逆变电路应用广泛，在各种直流电源电池向交流负载供电时，就需要逆变电路。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置其电路的核心部分都是逆变电路。
换流变流电路在工作过程中不断发生电流从一个支路向另一个支路的转移。
第5章逆变电路(DC/AC变换）5.1 换流方式5.2 电压型逆变电路5.3 电流型逆变电路5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路本章小结5.1 换流方式5.1.1 逆变电路的基本工作原理5.1.2 换流方式分类5.1.1 逆变电路的基本工作原理负载a)S 1S 2S 3S 4i o u o U d b)tu oi ot 1t 2图5-1 逆变电路及其波形举例S 1~S 4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。
◆当开关S 1、S 4闭合，S 2、S 3断开时，负载电压u o 为正；◆当S 1、S 4断开，S 2、S 3闭合时，u o 为负。
◆直流电变成了交流电，改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。
当负载为电阻时，i o 和u o 的波形相同，相位也相同◆当负载为阻感时，i o 相位滞后于u o ，波形也不同◆设t 1时刻前S 1、S 4导通，u o 和i o 均为正◆t 1时刻断开S 1、S 4，合上S 2、S 3，u o 极性立刻变负，但i o 不能立刻改变而维持原方向◆i o 从直流电源负极流出，经S 2、负载和S 3流回正极，负载电感中储存的能量向直流电源反馈，i o 逐渐减小，到t 2时刻降为零，之后i o 才反向并逐渐增大。
5.1 换流方式5.1.1 逆变电路的基本工作原理5.1.2 换流方式分类5.1.2 换流方式分类换流全控型器件可通过门极得控制使其关断，半控型器件晶闸管，必须利用外部条件或采取其它措施才能使其关断。
逆变电路的基本原理与线路图。
逆变电路的基本原理与线路图。
逆变的概念将直流电转换为交流电的过程。
无源逆变——把直流电逆变为某一频率的交流电供给负载；有源逆变——把直流电逆变为交流电反送到电网(或交流源)。
主要应用各种直流电源的能源使用，如蓄电池、干电池、太阳能电池等；交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分。
逆变电路的分类电压型逆变电路的特点直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管；半桥逆变电路结构应用用于几kW以下的小功率逆变电源。
单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。
半桥逆变电路工作原理V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏，两者互补，输出电压uo为矩形波，幅值为Um=Ud/2；ØV1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量；VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈；VD1、VD2称为反馈二极管,它又起着使负载电流连续的作用，又称续流二极管。
全桥逆变电路结构四个开关管和四个续流二极管构成两个桥臂，可看成两个半桥电路的组合；输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍；应用：单相逆变中应用广泛全桥逆变电路工作原理同一桥臂两个开关器件不能同时导通；V3的基极信号与V1相差q（0＜q＜180 ）；V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180－q ；输出电压是正负各为q宽度的脉冲；Ø改变q就可调节输出电压。
推挽电路工作原理交替驱动两个IGBT，经变压器耦合给负载加上矩形波交流电压；两个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道；变压器匝比为1:1时，uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。
与半桥和全桥电路的比较：比全桥电路少用一半开关器件；比半桥电路电压利用率高；器件承受的电压为2Ud，比全桥电路高一倍；等效电路三相桥式逆变电路结构三个单相逆变电路可组合成一个三相桥式逆变电路•普通继电器的工作原理和特性。
第5章-逆变电路
当变化两组开关切换频率，就可变化输出交流电频
率相也；位不若也同接相。电同阻；负若载阻时感，负负载载时电，i流o相io和位u滞o旳后波于形uo相，同波，形
如图所示，设t1前S1、S4通，则uo和io均为正。 若在t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，则uo旳极性变负，但io 不能立即反向且仍维持原方向；
交直交变频电路由交直变换（整流）和直交变换两部分构成， 后一部分就是逆变。
3. 应用
多种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等在向交流 负载供电时就需要逆变电路。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力 电子装置旳关键部分都是逆变电路。
2024/9/22
5.1 换流方式
5.1.1 逆变电路旳基本工作原理 5.1.2 换流方式分类
优点：电路简朴，使用器件少。
缺陷电：容输器出串交联流，电须压控幅制值两仅者为电压Ud均/2衡，。且直流侧需要两个
应用： 常用于几kW下列旳小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路 旳组合。
2024/9/22
5.2.1 单相电压型逆变电路
2. 全桥逆变电路
共四个桥臂，可看成两个 半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压和电流波形与半 桥电路形状相同，但幅值 高出一倍。 变化输出交流电压旳有效 值只能经过变化直流电压 Ud来实现。
2024/9/22
5.1.2 换流方式分类
4. 逼迫换流 举例：
设置附加旳换流电路，给欲关断旳晶闸管逼迫施加 反向电压或反向电流旳换流方式称为逼迫换流 (forced commutation), 这一般是利用附加电容上储存 旳能量来实现，故也称为电容换流。
逆变相关知识
逆变相关知识逆变是指将直流电源转化为交流电源的过程。
逆变技术在电力电子、通信、工业自动化等领域得到广泛应用。
下面将对逆变的基本原理、逆变器分类及逆变技术的应用进行详细介绍。
一、逆变的基本原理逆变的基本原理是将直流电转化为交流电。
在逆变过程中，通过控制开关的开闭，将直流电以一定的频率和电压输出，从而得到所需的交流电。
逆变电路主要由半导体开关器件、滤波器和负载组成。
其中，半导体开关器件是逆变的核心部分，它可以通过控制信号的开闭来控制电流的流向和大小。
根据逆变电路中开关器件的工作频率，逆变电路可以分为低频逆变电路和高频逆变电路。
低频逆变电路通常采用晶闸管或晶闸管模块作为开关器件，工作频率在1-100Hz之间。
高频逆变电路则采用高速开关器件如MOSFET或IGBT等，工作频率通常在几十到几百千赫兹之间。
二、逆变器的分类逆变器可以根据不同的分类方式进行划分。
根据输出交流电的波形，逆变器可以分为正弦波逆变器和方波逆变器。
正弦波逆变器输出的是正弦波交流电，这种逆变器适用于对电压波形要求较高的场合，如计算机、家电等。
方波逆变器输出的是方波交流电，这种逆变器适用于对电压波形要求不高的场合，如工业用电、电动汽车等。
根据使用场合的不同，逆变器可以分为电力用逆变器、通信用逆变器和其他领域用逆变器。
电力用逆变器主要用于电力系统中的发电和输配电环节，可以将直流电源转换为交流电源，供给电力负载使用。
通信用逆变器主要用于通信系统中，为通信设备提供稳定可靠的电源。
其他领域用逆变器则应用于其他领域，如太阳能发电、电动汽车等。
三、逆变技术的应用1．电力电子领域：在电力电子领域中，逆变技术是实现直流电源转换为交流电源的关键技术之一。
通过逆变技术，可以将直流电转换为不同频率和电压的交流电，以满足不同电力负载的需求。
同时，逆变技术还可以用于电力系统的稳定控制和电能质量控制等方面。
2．通信领域：在通信领域中，逆变技术是实现信息传输的重要手段之一。
第4章 逆变电路
4.3 电流型逆变电路
4.3.1 单相电流型逆变电路 4.3.2 三相电流型逆变电路
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4.3 电流型逆变电路²引言
■直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变 电路。 ■电流型逆变电路主要特点 ◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于 电流源。 ◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关， 输出电压波形和相位因负载不同而不同。 ◆直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给 开关器件反并联二极管。 ■电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍 应用较多，换流方式有负载换流、强迫换流。21/47
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4.3.2 三相电流型逆变电路
■电路分析
◆基本工作方式是120°导电方式，每个臂一周期内导 电120°，每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通。 换流方式为横向换流。
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4.3.2 三相电流型逆变电路
■波形分析 ◆输出电流波形和负载性质无关，正负脉 冲各120°的矩形波。 ◆输出电流和三相桥整流带大电感负载时 的交流电流波形相同，谐波分析表达式也相 同。 ◆输出线电压波形和负载性质有关，大体 为正弦波，但叠加了一些脉冲。 ◆输出交流电流的基波有效值IU1和直流电 流Id的关系为
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4.2.2 三相电压型逆变电路
■基本的数量关系 ◆把输出线电压uUV展开成傅里叶级数得 2 3U d 1 1 1 1 u UV sint sin 5t sin 7t sin11t sin13t 5 7 11 13
2 3U d 1 k sin t ( 1 ) sin n t n n 式中，n 6k 1，k为自然数。 ◆输出线电压有效值UUV为
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设负载为三相对称负载，则有 uUN+uVN+uWN=0，故可得
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理
逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电子装置。
其工作原理基本上是通过不间断地开关和关闭电流来产生一个平均为零的电压波形，从而产生交流电。
具体的工作原理如下：
1. 开关电路：逆变电路中的主要元件是开关管（如MOSFET、IGBT等），它们可以根据控制信号的输入来开关电流通路。
通过适当地控制开关管的导通和截止，可以实现从输入直流电源到输出交流电源的开关切换。
2. 输入电流滤波：由于直流电源的输出中包含有高频脉冲，需要通过电感元件和电容元件来滤除高频噪声。
这通常通过输入电感和输入电容来实现。
3. 输出电压滤波：在开关管开关频率很高的情况下，通过电感元件和电容元件将切割波形转换为平滑的交流电压输出。
输出电感和输出电容构成了一个LC滤波网络，能够滤除开关产生
的高频分量，得到所需的交流电信号。
4. 控制电路：为了实现逆变电路的稳定和可靠工作，需要一个控制电路来控制开关管的开关时间和开关频率。
控制电路可以根据输入直流电压、负载变化等信息，通过反馈调节的方式控制开关管的开关状态，以保持输出交流电压稳定。
总结来说，逆变电路通过适当地开关和关闭开关管来切换电流，通过适当的滤波和控制电路，可以将直流电转换为平滑的交流电输出。
DC-AC逆变电路及原理总结
缓冲电路
缓冲原理
器件损坏，不外乎是器件在开关过程中遭受了过量di/dt 、dv/dt或瞬时功耗的危害而造成的。缓冲电路的作用， 就是改变器件的开关轨迹，控制各种瞬态过电压，降低 器件开关损耗，保护器件安全运行。
5-25
I GB T 逆变器的开关损耗波形
图中 tdon —开通延迟时间 tr ——开通上升时间 trr——二极管的反向恢复时 间 t doff——关断延迟时间 t tail——尾部电流itail下降时 间 tf——关断下降时间 (d i/ d t)on——开通电流上升 率 IRRM——二极管反向恢复电 流
(4)控制方式有PWM，双极性和移相控制方式。
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL
Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC
对于电阻：i＝P/Ud＝Ud/R 对于电阻电感：i＝P/Udcosφ＝Ud/Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud
补充 DC-AC逆变电路
引言
换流方式 电压型逆变电路 电流型逆变电路 缓冲电路 无损缓冲电路
引言
逆变的概念
逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。 交流侧接电网，为有源逆变。 交流侧接负载，为无源逆变。
逆变与变频
变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组
uo
S 1
io
负载
S 3
Ud
S2
uo S4
io
t1 t2
t
a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
逆变电路的基本工作原理
逆变电路知识点总结
整流电路把交流整流成脉动直流，通过充放电加以平滑的电容一般都是电解电容，而且容量大，在微法级。
电压跟随器后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗的影响。
mos管最显著的特性就是开关特性好。
MOS管有个导通电压。
4V或者10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。
而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。
逆变电源的开关频率等于三角波的载波频率。
MOSFET的开关频率可达100Khz以上。
与MOS管并联的二极管是续流二极管，并且还有限制过电压的作用。
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路，广泛应用于各种电子设备中。
逆变电路的工作原理是通过控制开关器件的导通和关断，改变电路中的电压和电流方向，从而实现直流电向交流电的转换。
本文将从逆变电路的基本原理、工作过程、常见类型、优缺点以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、逆变电路的基本原理1.1 逆变电路的基本组成逆变电路普通由开关器件、滤波电路和控制电路组成。
1.2 逆变电路的工作原理逆变电路通过控制开关器件的导通和关断，改变电路中的电压和电流方向，实现直流电向交流电的转换。
1.3 逆变电路的基本原理逆变电路的基本原理是利用开关器件周期性地将直流电源的电压反向，通过滤波电路将其转换为交流电。
二、逆变电路的工作过程2.1 开关器件导通当开关器件导通时，电流可以流通，直流电源的电压可以传递到输出端。
2.2 开关器件关断当开关器件关断时，电流无法流通，直流电源的电压无法传递到输出端。
2.3 控制电路控制控制电路可以根据需要控制开关器件的导通和关断，从而控制逆变电路的输出电压和频率。
三、逆变电路的常见类型3.1 单相逆变电路单相逆变电路适合于单相交流电源的转换，常用于家用电器等领域。
3.2 三相逆变电路三相逆变电路适合于三相交流电源的转换，常用于工业控制等领域。
3.3 多级逆变电路多级逆变电路通过级联多个逆变电路实现更高效率和更稳定的输出。
四、逆变电路的优缺点4.1 优点逆变电路可以实现直流电向交流电的转换，具有灵便性高、效率高、输出稳定等优点。
4.2 缺点逆变电路存在能量损耗大、电磁干扰等缺点，需要合理设计和控制。
五、逆变电路的应用领域5.1 电力电子领域逆变电路广泛应用于电力电子领域，如变频空调、UPS电源等。
5.2 工业控制领域逆变电路在工业控制领域中也有重要应用，如变频调速、电力转换等。
5.3 新能源领域逆变电路在新能源领域中也有广泛应用，如太阳能逆变器、风力发电逆变器等。
综上所述，逆变电路作为一种重要的电子电路，在各个领域都有着广泛的应用。
第4章 逆变电路
本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此安排在 本章集中讲述。
1-10
4.1.2 换流方式分类
1) 器件换流（Device Commutation） （ ）
利用全控型器件的自关断能力进行换流。 在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器 件的电路中的换流方式是器件换流。
2) 电网换流（Line Commutation） （ ）
uo io O
uo a)
io i O i O uVT O iVT iVT
1 4
?t
iVT
2
iVT
3
?t ?t ?t
t1
uVT
1
uVT b)
4
图4-2 负载换流 电路及其工作波形
1-12
4.1.2 换流方式分类
4)强迫换流（Forced Commutation） （ ）
设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫 施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流 强迫换流。 强迫换流 通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因 电容换流。 此也称为电容换流 电容换流 分类 由换流电路内电容 直接提供换流电压 通过换流电路内的 电容和电感的耦合 来提供换流电压或 换流电流 直接耦合式 强迫换流 电感耦合式 强迫换流
电容器串联，要控制两者电压均衡。
应用： 应用
用于几kW以下的小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电 路的组合。
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4.3 电流型逆变电路
直流电源为电流源的逆 变电路称为电流型逆变 电流型逆变 电路。 电路 电流型逆变电路主要特点 特
(1) 直流侧串大电感，电流基 本无脉动，相当于电流源。 因负载不同而不同。 (3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。 图4-11 电流型三相桥式逆变电路 (2) 交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。输出电压波形和相位
第5章逆变电路
第五章逆变电路一.换流方式1.分类：器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流2.器件换流：适用于全控型器件●其余三种方式：针对晶闸管●器件换流和强迫换流属于自换流●电网换流和负载换流属于外部换流●当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终止流通而变为零，则称为熄灭二.逆变1.逆变电路的概念以及组成：与整流相对应，直流电变成交流电，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成●逆变：把直流电转变成交流电，整流的逆过程。
●交流侧接电网，为有源逆变●交流侧接负载，为无源逆变●既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。
2.逆变电路的分类：根据直流侧电源性质的不同●直流侧是电压源：电压型逆变电路又称为电压源型逆变电路●直流侧是电流源：电流型逆变电路又称为电流源型逆变电路3.产生逆变的条件：●有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压●晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值●半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压u d不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变●欲实现有源逆变，只能采用全控电路4.逆变和整流的区别：控制角α不同●0<α<π/2时，电路工作在整流状态●π/2<α<π时，电路工作在逆变状态5.把a>π/2时的控制角用π-α=β表示，β称为逆变角●逆变角β和控制角α的计量方向相反，其大小自β=0的起始点向左方计量6.逆变电路的基本工作原理：●逆变电路最基本的工作原理：改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率●电阻负载时，负载电流i o和u o的波形相同，相位也相同●阻感负载时，i o相位滞后于u o，波形也不同7.逆变失败的原因：●触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，脉冲丢失、脉冲延时，致使晶闸管不能正常换相●晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通●交流电源缺相或突然消失●换相的裕量角不足，引起换相失败8.三相桥整流电路有源逆变状态时各电量的计算：●U d=-1.35U2cosβ●输出直流电流的平均值亦可用整流的公式I d=(U-E)/R∑●每个晶闸管导通2π/3，故流过晶闸管的电流有效值I VT=I d/√3=0.577I d●从交流电源送到直流侧负载的有功功率Pd=R∑I d2+E M I d●在三相桥式电路中，变压器二次侧线电流的有效值I2=√2I VT=√(2/3)I d=0.816I d9.确定最小逆变角βmin的依据：●逆变时允许采用的最小逆变角β应等于βmin=δ+γ+θ●δ晶闸管的关断时间t q折合的电角度，t q大的可达200~300ms，折算到电角度约4︒~5︒●γ换相重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增加而增大●θ安全裕量角，主要针对脉冲不对称程度一般可达5︒约取为10︒●βmin一般取30︒~35︒三.电压型逆变电路1.电压型逆变电路的特点：●直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动●输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同●阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管四.单相电压型逆变电路1.半桥逆变电路●优点：电路简单，使用器件少●缺点：输出交流电压幅值为U d/2，且直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡●应用：用于几kW以下的小功率逆变电源、单相全桥，三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合2.全桥逆变电路特点●共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成●两对桥臂交替导通180°●输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍●改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压U d来实现●基波的幅值U o1m=4U d/π=1.27U d●基波的有效值U o1=2√2U d/π=0.9U d3.带中心抽头变压器的逆变电路与全桥电路的比较：●比全桥电路少用一半开关器件●器件承受的电压为2U d，比全桥电路高一倍●必须有一个变压器五.三相电压型逆变电路1.三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路2.基本工作方式：180°导电方式●每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120°●任一瞬间有三个桥臂同时导通●每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流3.负载各相到电源中点N'的电压：U相，1通，u UN'=U d/2，4通，u UN'=-U d/24.负载线电压：●u UV=u UN'-u VN'●u VW=u VN'-u WN'●u WU=u WN'-u UN'5.负载相电压：●u UN=u UN'-u NN'●u VW=u VN'-u NN'●u WU=u WN'-u NN'6.负载中点和电源中点间电压7.负载三相对称时有u UN+u VN+u WN=08.输出线电压有效值U UV=0.816U d●其中基波幅值U UV1m=2√3U d/π=1.1U d●基波有效值U UV1=U UV1m/√2=√6/πU d=0.78U d9.输出线电压有效值U UN=0.471U d●其中基波幅值U UN1m=2U d/π=0.637U d●基波有效值U UN1=U UV1m/√2==0.45U d六.电流型逆变电路1.电流型逆变电路主要特点●直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源●交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关输出电压波形和相位因负载不同而不同●直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管●换流方式有负载换流、强迫换流七.单相电流型逆变电路1.工作方式为负载换相2.工作分析：一个周期内有两个导通阶段和两个换流阶段●基波电流有效值I ol=4I d/√2π=0.9I d●负载电压有效值U o和直流电压U d的关系Uo=1.11Ud/cosφ3.自励方式：工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整4.固定工作频率的控制方式称为他励方式七.三相电流型逆变电路1.电路分析：基本工作方式是120°导电方式，每个臂一周期内导电120°，每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通，换流方式为横向换流2.输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120°的矩形3.串联二极管式晶闸管逆变电路●主要用于中大功率交流电动机调速系统●是电流型三相桥式逆变电路●各桥臂的晶闸管和二极管串联使用●120°导电工作方式●强迫换流方式，电容C1~C6为换流电容●换流阶段分为恒流放电和二极管换流两个阶段八.多重逆变电路1.电压型逆变电路输出电压是矩形波，●电流型逆变电路输出电流是矩形波，含有较多谐波●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2.两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3.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4.三相电压型二重逆变电路的工作原理●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的相位逆变桥I滞后30°●T1为Δ/Y联结，线电压变比为1：√3，T2一次侧Δ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，u U2和u U1的基波相位就相同●如果T2和T1，一次侧匝数相同，为了使U u2和U u1基波幅值相同，T2和T1二次侧间的匝比就应为1/√35.以N’为参考点，输出相电压有U d/2和-U d/2两种电平，称为两电平逆变电路6.三电平逆变电路也称中点钳位型逆变电路：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直流侧中点相连7.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±U d、±U d/2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●三电平逆变电路每个主开关器件承受电压为直流侧电压的一半。
逆变电路
实验四：逆变电路（一）实验目的1、掌握单相电压型逆变电路的工作特性；2、掌握电流滞环型单相PWM逆变电路的工作特性3、掌握不同控制方式下调制信号的生成方法。
（二）实验原理（1）单相电压型逆变电路原理电压源单相方波逆变电路可以是推挽式或桥式的，后者的应用更加广泛。
桥式电路又分为全桥和半桥，二者原理类似，这里以单相全桥方波逆变电路为例进行分析。
单相全桥逆变电路，如图1所示。
图1单相全桥逆变电路按照如图1所示的参考方向，假定电路已进入稳态。
在t0时刻，S1、S3的门极驱动信号到达，同时S2、S4因门极信号撤除而关断，输出电压为Ud，由于负载的电感性质，负载电流滞后输出电压一个角度，在此期间负载电流为负，这意味着在t0时刻负载电流从S2、S4切换到桥臂对管S1、S3的反并联二极管D1、D3，这一过程称为强制换流。
此后负载电感的磁场储能向直流母线馈送，负载电流的绝对值指数下降，直到负载电流过零。
在t1时刻，负载电流达到零值并开始转变方向与uo同向，电流从桥臂二极管Dl、D3自然转移到同桥臂的S1、S3，这一过程称为自然换流。
此后能量从直流母线向负载传递，负载电流指数上升，直到开关状态改变。
单相方波逆变电路，在阻感负载时，还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压。
移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。
SPWM采用的调制波为频率为f s的正弦波u s=U sm sinωg tωs=2πf g载波u c是幅值为U cm，频率为f c的三角波。
载波信号频率f c与调制信号频率f之比称为载波比，可以用P来表示，即P =f c/f s正弦调制信号与三角载波信号的幅值之比可以定义为调制深度mm =U sm/U cm通常采用u s与u c相比较的方法生成PWM信号:当u s>u c时，功率开关S1、 S3导通，逆变电路输出电压uo等于Ud；当u s<u c时，S2、S4导通时，uo等于-Ud。
随着开关管以载波频率f c轮番导通，逆变器输出电压uo不断在正负Ud间切换。
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整流电路把交流整流成脉动直流，通过充放电加以平滑的电容一般都是电解电容，而且容量大，在微法级。
电压跟随器后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗的影响。
mos管最显著的特性就是开关特性好。
MOS管有个导通电压。
4V或者10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。
而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。
逆变电源的开关频率等于三角波的载波频率。
MOSFET的开关频率可达100Khz以上。
与MOS管并联的二极管是续流二极管，并且还有限制过电压的作用。