4.9 三相逆变电路工作原理(1)

电力电子学

—三相逆变电路工作原理华中科技大学电气与电子工程学院

第4章直流/交流变换器

01逆变器的类型和性能指标

目录

02电压型单相方波逆变电路工作原理

03单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制(PWM)

04正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)

05三相逆变电路工作原理

三相逆变电路工作原理

01电压型三相逆变工作原理目录

02电流型三相逆变工作原理

03三相逆变器的SPWM控制

01

电压型三相逆变工作原理

三个单相逆变器构成的三相逆变器

逆变器1逆变器2逆变器3

+

−A

B

C N

V dc

变压器作用：

⏹隔离；⏹升降压。

逆变器拓扑：

⏹半桥；⏹全桥。

输出形式：

⏹三相三线制；⏹三相四线制。

☐三个逆变器基波依次相差120

R A R

B

N

C

星形负载R A

B

C

R

R

三角形负载

Q 1

V dc

Q 4

D 1

D 4

A

D 3

D 6

B Q 3

Q 6

D 5

D 2

Q 5

Q 2

C

Q1 Q4

D1

D4

A

D3

D6

B

Q3

Q6

D5

D2

Q5

Q2

C

N

V dc/2

V dc/2o

ωt

ωt

ωt

v Q1

v Q2

v Q3

ωt

ωt

v Q4

v Q5

v Q6

ωt

V dc

ωt

v AB

ωt

v BC

ωt

v CA

ωt

v AN

ωt

v BN

ωt

v CN

2V dc/3

V dc/3

☐每个桥臂工作于180︒导通方式；☐各相基波依次相差120︒；

☐线电压为120︒方波。

导电顺序：

561→612→123→234→345→456→561

Q 1

Q 4

D 1

D 4

A

D 3

D 6

B

Q 3

Q 6

D 5

D 2

Q 5

Q 2

C

N

V dc /2

V dc /2

o

()21111

sin sin 5sin 7sin11sin13571113

D AN V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=

+++++ ⎪⎝⎭

()231111

sin sin 5sin 7sin11sin13571113

D AB V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫

=--+++

⎪⎝⎭

无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次

谐波幅值为基波幅值的1/n 。

无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次谐波幅值为基波幅值的1/n 。

v AB

ωt

v AN

ωt

V D

V D /3

2V D /3

02

电流型三相逆变工作原理

电流型三相桥式逆变器

R A R

B

N

C

星形负载R A

B

C

R

R

三角形负载

V dc

L b

D 1

Q 1D 3

Q 3D 4

Q 4D 6

Q 6D 5

Q 5D 2

Q 2A B C

电流型三相桥式逆变器

ωt ωt ωt v Q 1v Q 2v Q 3ωt ωt v Q 4v Q 5v Q 6

ωt

I dc

ωt

i A

ωt

i B

ωt

i C

ωt

i AB

2I dc /3

I dc /3

☐每个桥臂工作于120 导通方式；☐同一时刻仅2只开关管导通。导电顺序：

61→12→23→34→45→56→61

C V dc

L b

D 1

Q 1D 3

Q 3D 4

Q 4D 6

Q 6D 5

Q 5D 2Q 2A

B

i B i A i C

i CA

R

03

三相逆变器的S P W M控制

Q1 Q4

D1

D4

A

D3

D6

B

Q3

Q6

D5

D2

Q5

Q2

C

N

V dc/2

V dc/2oωt

ωt

ωt

ωt

ωt

V D/2

V D/2

ωt

2V D/3

V D/3

V D

3

c r

N p f f

===

ar

v

c

v

br

v

cr

v

V rm

V cm

V AO

V BO

V CO

V AN

V AB

AB AO BO

V V V

=-()sin

ar rm r

v t V t

ω

=

()()

sin240

cr rm r

v t V t

ω

=-

()()

sin120

br rm r

v t V t

ω

=-