三相电压型逆变电路PPT课件

3-4-三相电压型逆变电路

三相电压型逆变电路

假想中点

三相桥式逆变电路的基本结构

同一相（即同一半桥）上下两臂

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序号开关状态开关代码

1 VT6 VT1 VT2100

2 VT1 VT2 VT3110

2 VT2 VT

3 VT4010

4 VT3VT4VT5011

5 VT4 VT5 VT6001

6 VT5 VT6 VT1 101 7

7 VT1VT3VT5111

定量分析

相电压是4电平阶梯波

三相桥式逆变电路120°导通方式

导通方式

每一个开关导通120°，各个开

始导电的角度差60 ；任一瞬

60°

间有2个开关管同时导通。

每次换流都是在不同相的相邻两

臂之间进行，也称为横向换流。

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相电型逆变电路的关动时序本节要点

一、三相电压型逆变电路的开关驱动时序二、三相电压型逆变电路及定量分析方法

53三相全桥电压型逆变电路

强迫换流：由C1充电电压为正的一端晶闸管VT1向为负的一端VT3换流。当然也可由C5为正的一端晶闸管VT1向为负的一端VT5换流。这由给那个晶闸管触发脉冲而定，本次给VT3 触发脉冲。
t1~t2 恒流放电
强迫换流
t2~t3 二极管换流
稳定导通阶段
二极管VD3(VD1)在iU( iV )导通期间象一个“水坝”防止C13电荷泄掉。
5.5串联二极管式电流型逆变电路（2）
由于C3与C5串联，后与 C1并联。 C3与C5电流为 C1一半，其电压变化(Uco) 也为C1一半(2Uco)。
5.5串联二极管式电流型逆变电路（3）
5.5串联二极管式电流型逆变电路（4）
下次强迫换流：由C3充电电压为正的一端晶闸管VT3向为负的一端VT5换流。当然也由C1充电电压为正的一端晶闸管VT3向为负的一端VT1换流。这给那个晶闸管触发脉冲而定，本次给VT5 触发脉冲。
L 等效为钢料及线圈构成的电感
R 等效为钢料中产生涡流损耗的电阻
1000~2500Hz中频
5.5三相电流型逆变电路
采用全控型器件任何时刻上下桥臂各仅有一个通导通时间120度。横向换流
导通顺序:上桥臂VT1->VT3->VT5 下桥臂VT2->VT4->VT6
5.5串联二极管式电流型逆变电路（1）

三相电压型逆变电路的结构

三相电压型逆变电路结构：由三个独立的I-V模块组成，每个模块各包含一个MOSFET进行晶闸管操作，分别控制三相电压补偿和反激。因此，三相电压型逆变电路可以保持三相输出电压的平衡。每一个模块的输入端经过相应的分压器（例如变压器）从交流电网获得带负载的正弦输入电压信号；此时每一模块的MOSFET可以控制每个输出端的电压。

三相电压型桥式逆变电路

三相电压型桥式逆变电路是一种常用于交流电能转换为直流电能的电路。它的作用是将三相变压器的交流输出转换成直流输出，使得直流设备可以正常工作。下面我们将分步骤阐述三相电压型桥式逆变电路的原理和构成。

第一步：构成

三相电压型桥式逆变电路由三相桥式整流器、滤波电路、三相逆变器以及控制电路构成。其中，三相桥式整流器将三相交流电压转化为直流电压，而滤波电路则用于过滤直流电压中的脉动，使其变成平滑的直流电压。三相逆变器则将直流电压转化为交流电压，以满足直流设备的使用需求。

第二步：原理

在三相电压型桥式逆变电路中，三相桥式整流器的作用是将三相的交流电压转换成直流电压，其中，三相桥式整流器中的六个二极管分成三组，每组内部两个二极管互相导通，这样就可以将交流电源的正、负半周分别对三相变压器的正、负半周进行整流。当交流电压为零时，就可以实现直流电压的输出。滤波电路中通常采用大容量的电容进行滤波，以去除直流电压中的脉动。

三相逆变器则用于将直流电压转换成交流电压。在三相逆变器中，采用6个双向可控硅管（thyristor）组成。通过控制双向可控硅管的通断状态和导通角度，可以控制输出交流电压的幅值和频率，从而满足直流设备的使用需求。而控制电路则是保证整个电路正常工作的关键，它通过对三相桥式整流器和三相逆变器进行控制，来保证直流电压的稳定输出。

第三步：应用

三相电压型桥式逆变电路应用广泛，特别是在电力电子领域。它可以用于直流电驱动电机、飞行器等需要输入直流电源的设备中，同时也可以用于UPS等应急设备中。此外，它还可以用于电力系统中的

三相逆变器电路原理和工作过程图文说明

单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。

1.三相电压型逆变器。

电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。

图6-15 三相电压型逆变器电路原理图

图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。

控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。

《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 4.3 电压型逆变电路

4.3.3 电压型三相桥式逆变电路
2、各相负载相电压和线电压波形：
将一个工作周期分成6个区域。在0<ωt≤π/3区域，设ug1>0, ug2>0,
ug3>0，则有T1，T2，T3导通，
式线电压中Udu为ucuab逆cab变器UU0输dd入直相电压流电压uuu。c N baN N 根据同113332样U UU的dd d
5
7
11
13
相电压基波幅值
U BN 1m
2U d
(4.3.8) (4.3.9)
负载相电压中无3次谐波，只含更高阶奇次谐波，n次谐波幅值为基波幅值的1/n。
线电压的瞬时值为：
uBC
2Leabharlann Baidu
3U d
sint 1 sin5t 1 sin7t 1 sin11t 1 sin13t
5
7
11
13
线电压基波幅值
电力电子技术(第5版) 第4章无源逆变电路
4.3 电压型逆变电路
4.3.1 电压型单相半桥逆变电路
1、电路结构：
它由两个导电臂构成，每个导电臂由一个全控器件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容C1和C2，且满足C1=C2。设感性负载连接在A、0两点间。
T1和T2之间存在死区时间，以避免上、下直通，在死区时间内两晶闸管均无驱动信号。

第4章 2三相电压型逆变电路

(2)每个瞬时只有两相各有一管导通,另一相不通。
(3)属横向换相。
输出电压FFT分析
线相电压FFT分析：
uAB

n1
2
3U d
n
sin
n
3
sin n(t

) 3

3U d

sin(t

3
)

1 5
sin 5(t来自百度文库

)
3

1 7
sin
7(t

)
3
......
(1)脉冲宽度180度，每隔60度换相一次；
(2)为纵向换相,故换相要可靠(否则电源短路)；为了防止
同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源
的短路，要采取“先断后通”的方法---死区。
(3)每个瞬时都有三个管子导通。一个二极管两个主控管和三个主控管两种状态交替导通。
10
自动化与信工程学院电气系
n 6k 1, k为自然数
UAN
1
2
2 0
uA2 N d
t

2 3 Ud 0.471Ud
9
自动化与信工程学院电气系
--电力电子技术--
基波幅值和基波有效值分别为：
Ⅰ类工作波形小于60

三相逆变器电路原理和工作过程图文说明

单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。

1.三相电压型逆变器。

电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。

图6-15 三相电压型逆变器电路原理图

图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。

控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。

三相电压源型逆变器

导电型
• 电路中当控制信号为三相互差120 °的方波信号时，可以控制每个开关导通180 ° （180 °导电型）或120 ° （120 °导电型）。 • 相邻两个功率元件的导通时间互差60 °.
180 °导电型
如图所示，逆变桥中个桥臂上部和下部开关元件以个桥臂上部和下部开关元件以180度间隔交替如图所示，逆变桥中3个桥臂上部和下部开关元件以度间隔交替开通和关断，度的要位差依次开通和关断，开通和关断，S1~S6以60度的要位差依次开通和关断，在逆变器输以度的要位差依次开通和关断出端形成a，，三相电压三相电压。出端形成，b，c三相电压。在逆变输出电压波形与电路接法和导通型”有关，但不受负载影响。 “导通型”有关，但不受负载影响。
三相电压源型方波逆变器
第五组：胡鹏展倪晨晓李渊支峥峥
提纲：
1.三相逆变器的特点及注意事项三相逆变器的特点及注意事项 2.三相电压源型逆变器的基本电路三相电压源型逆变器的基本电路 3.三相电压源型方波逆变器的导通型及其特征三相电压源型方波逆变器的导通型及其特征 4.三相负载星形接法三相负载星形接法
120 °导电型
采用120°导电型时，每个开关元器件通角 120°，S₁~S₂一次以间隔60°导通。逆变桥中任何时候中有两个功率管导通，工作安全可靠，不会发生同一桥臂两元件直通现象。此时输出相电压波形（负载星形源自文库接）为120°方波，其幅值为Ud/2，合成线电压波形，不同的是其台阶分别为Ud/2和 Ud。相电压和线电压有效值分别为Ud/ 6 和Ud/ 2 ，比180°导电型有效值低。

三相逆变器 PPT

二、维护与检修根据机车车辆的一般检修体制并考虑到25T客车逆变器箱的特点，本逆变器的修程分为入库检修、日常维护、一级检修A1、二级检修A2、三级检修 A3、四级检修A4。检修周期定义：一级检修A1： 30万公里二级检修A2： 60万公里三级检修A3： 120万公里四级检修A4： 240万公里 1．出、入库检查检查各吊装螺丝是否松动及门锁是否锁紧。检查电源系统是否正常，接入 DC600V应能正常工作。 2．日常维护该客车逆变器箱正常运行情况下不需要维护。但为保证其正常安全运行，应经常检查箱体安装螺丝、各部分紧固螺丝及门锁，确保没有松动。
2．欠压保护
由于接触网电压的波动，有可能造成输出欠压，但在这种情况下逆变器可以不停止工作，而是采取降频降压的方式工作，即当输入电压低于 540V时，逆变器按照U/ F = C的规律降频降压工作。电力机车由于存在过分相的问题，因此欠压保护可以不考虑保护，而只是进行提示。
3．过流保护
逆变器在下列情况下会出现过流：
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
四、三相逆变器电路原理（一）主电路的组成
5．交流滤波电路由L1～L3和C1～C3组成，主要是将逆变器输出的PWM波变成准正弦波。早期的逆变器输出波形PWM波，谐波含量高，很多负载无法适应。根据铁道部新的技术条件要求，25T客车使用的逆变器输出为正弦波。由于驱动和保护技术的不断完善，使逆变器的调制频率提高，最高可达到6k～8k，因而滤波电感和电容的体积并不太大。

第4章_逆变电路_江苏大学_电力电子技术_课件_电气工程及其自动化

O O
2 U 3
d
t
U d 3
uNN'
t
1 (uUN' uVN' uWN' ) 3
(4-7)
iU g) i h) O
d
t
O
t
图4-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形
◆负载参数已知时，可以由uUN的波形求出U相电流iU的波形，图4-10g给出的是阻感负载下 / 3时iU的波形。 ◆把桥臂1、3、5的电流加起来，就可得到直流侧电流id的波形，如图4-10h所示，可以看出id每隔60°脉动一次。
5/47
4.1.2 换流方式分类
◆负载换流（Load Commutation） ☞由负载提供换流电压的换流方式。 ☞负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流，如电容性负载和同步电动机。
ωt
uo io O
uo a)
io i O i iVT iVT
1 4
☞图4-2a是基本的负载换流逆变电路，整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性，直流侧串大电感，工作过程可认为id基本没有脉动。 √负载对基波的阻抗大而对谐波的阻抗小，所以uo接近正弦波。 √注意触发VT2、VT3的时刻t1必须在uo过零前并留有足够的裕量，才能使换流顺利完成。
a) u b) u c) u d) u

三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验

摘要：本文在对三相桥式电压型逆变电路做出理论分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相桥式电压型逆变电路的仿真模型并对其进行分析与研究，用MATLAB 软件自带的工具箱进行仿真，给出了仿真结果，验证了所建模型的正确性。

关键词：逆变；MATLAB；仿真

第一章概述

1.1电力电子技术

顾名思义，可以粗略地理解，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。电力电子技术中所变换的"电能"和"电力系统"所指的"电力"是有一定差别的。两者都指"电能"，但后者更具体，特指电力网的"电力"，前者则更一般些。具体地说，电力电子技术就是对电能进行变换和控制的电子技术。更具体一点，电力电子技术是通过对电子运动的控制对电能进行变换和控制的电子技术。其中，用来实现对电子的运动进行控制的器件叫电力电子器件。目前所用的电力电子器件均由半导体材料制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术所变换的"电力"，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦，也可以小到数瓦甚至是毫瓦级。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换，这是二者本质上的不同。

1.2电力电子技术的应用

（1）一般工业中，采用电力电子装置对各种交直流电动机进行调速，一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用变频装置以达到节能的目的，除此之外，有些对调速没有特别要求的电机为了避免启动时的电流冲击而采用软启动装置，这种软启动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水以及电镀装置均需要大容量整流电源。电力电子产品还大量应用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。（2）交通运输中，电力电子产品广泛应用于电气化铁路中，例如电气机车中的直流机车中采用的整流装置，交流机车中采用的变频装置。电动汽车的电机也是依靠电力电子产品进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子产品。

三相桥式电压型逆变电路

电力电子技术是指应用电子技术和电力系统理论实现电力控制、调节、变换及其质量优化的研究和应用领域。而逆变技术则是电力电子技术中的一个重要分支，其主要作用是将直流电转换为交流电。随着科技的发展，逆变技术不断更新换代，而其中的三相桥式电压型逆变电路也越来越成为了人们关注的焦点。

一、三相桥式电压型逆变电路的工作原理

三相桥式电压型逆变电路是一种将直流电压转换为交流电压的电路。其主要是由三相桥式整流电路和三相逆变器电路组成。在此基础上，当输出交流电压为正项时，逆变电路中S1/S4管和S3/S2管导通，S2/S3管和S4/S1管断开。反之，当输出交流电压为负项时，逆变电路中S1/S4管和S3/S2管断开，S2/S3管和S4/S1管导通。这样，交替进行导通和断开操作的管子，便通过交变的方式将直流电转换成了交流电。

二、三相桥式电压型逆变电路的特点

1、稳定性强

三相桥式电压型逆变电路采取了自动功率控制技术，控制器能够自动调节电路中的电流及电压，从而保证电路的稳定性，在不同的负载下也有着很好的工作能力。

2、效率高

三相桥式电压型逆变电路在电路设计上，采用了能够减小串联电阻和电感的负荷电路设计方式，因此在高频开关转换过程中，能够减小将能量损失，提高逆变电路的效率。

3、输出波形良好

三相桥式电压型逆变电路的输出波形波峰和波谷平缓，能够直接接入线性负载。而且，它具有电流值更小、频率更高的优点，因此在高精度控制领域中应用更加广泛。

4、逆变能力强

三相桥式电压型逆变电路能够同时实现三相电桥逆变，具有非常高的逆变能力。同时，通过增加IGBT管子和更换大功率器件，还能够实现更大功率的逆变。因此，它在电机驱动、电磁加热、UPS电源等领域具有更加广泛的应用。

三相电压型桥式逆变电路

三相电压型桥式逆变电路是一种常用的电力电子器件，具有广泛的应用领域。本文将从以下几个方面介绍三相电压型桥式逆变电路的基本原理、结构特点、控制方法、应用及发展趋势等方面。

一、基本原理

三相电压型桥式逆变电路是一种将直流电转换为交流电的逆变器，其基本原理是通过逆变器中的半导体开关器件，对直流电进行逆变，使其输出为交流电。逆变电路的核心组成部分是桥式逆变器，它由六个开关器件组成，通常采用MOSFET、IGBT等功率半导体器件作为开关元件。在三相电压型桥式逆变电路中，通过控制六个开关器件的导通和截止，可以实现对输出电压的控制。

二、结构特点

三相电压型桥式逆变电路的结构特点主要表现在以下几个方面：

1. 采用桥式逆变器结构，具有输出电压高、输出功率大的特点。

2. 采用半导体器件作为开关元件，具有快速开关速度、高效率、可靠性高等优点。

3. 逆变器控制电路采用数字控制技术，具有控制精度高、控制稳定性好等优点。

4. 逆变器输出电压可调，具有输出电压稳定性好、波形纹波小等特点。

三、控制方法

三相电压型桥式逆变电路的控制方法主要有以下几种：

1. 脉宽调制控制方法：通过改变逆变器输出电压的占空比，实

现对输出电压的控制。

2. 调制电压控制方法：通过改变逆变器输出电压的幅值和频率，实现对输出电压的控制。

3. 向量控制方法：通过向量运算，实现对逆变器输出电压的控制。

四、应用

三相电压型桥式逆变电路的应用非常广泛，主要应用于以下领域： 1. 交流电机驱动：通过逆变器将直流电转换为交流电，实现对

交流电机的驱动。

三相电压型逆变电路工作过程

三相电压型逆变电路是一种常见的电力转换装置，通常用于将三相交流电源转换为可

控的直流电源，以满足各种工业、商业和家庭应用的需求。它由变流器、控制电路和滤波

器等多个部件组成，能够有效地实现电能的转换和控制。下面将详细介绍三相电压型逆变

电路的工作原理和过程。

一、三相电压型逆变电路的基本原理

1. 逆变电路的作用

三相电压型逆变电路的基本作用是将输入的三相交流电压转换为可控的直流电压，通

过适当的控制方法将其转换为所需的频率和幅值的交流电压。这种逆变电路通常用于电机

驱动、电网并网发电系统、工业生产中的变频调速等领域。

2. 逆变电路的基本结构

三相电压型逆变电路通常由整流、滤波、逆变和控制单元等部分组成。整流单元用于

将输入的三相交流电压转换为直流电压，滤波单元用于平滑直流电压波形，逆变单元通过

适当的控制来生成所需的交流电压波形，控制单元用于实时监测和调节逆变电路的参数。

3. 逆变电路的控制方法

逆变电路的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。开环控制是指通过预先设定的算

法来控制逆变电路的工作状态，而闭环控制是指通过实时监测逆变电路的参数，并根据实

际情况进行调节。

二、三相电压型逆变电路的工作过程

1. 输入电压变换

当三相电压型逆变电路接通时，输入的三相交流电压首先经过变压器降压变换成适合

整流电路的电压。然后进入整流单元，通过整流电路将交流电压转换为直流电压。

2. 滤波处理

经过整流后的直流电压波形可能存在脉动，为了保证逆变电路输出的交流电压波形平稳，需要经过滤波处理。滤波单元通常由电容和电感等元件组成，用于平滑直流电压波形，减小脉动成分，得到平稳的直流电压。

实验3电压型三相全桥逆变电路

实验3 电压型三相全桥逆变电路

1. 实验目的

（1）熟悉电压型三相全桥逆变电路的组成及其工作原理。

（2）学会使用simulink 进行电路仿真，掌握各模块参数和仿真参数的设置。

2. 实验步骤

（1）在MATLAB 中进入simulink 仿真界面，在编辑器窗口中绘制如图3.1 所示的电压型三相全桥逆变电路的模型。

图3.1 电压型三相全桥逆变电路的模型

（2）设定图3.1电路模型中各模块的参数。

a ．两个直流电源电压均为100V 。

b ．负载为三相电阻电感负载：R=10Ω，L=0.02H ，C=inf 。

c ．6个开关管采用MOSFET 为模型，参数设置如图3.2。

d ．驱动信号由6个“Puls

e Generator ”环节产生：振幅（amplitude ）=1；周期（period, s ）＝0.02；脉冲宽度（pulse width, % o

f period ）＝49.5（两个驱动信号间留有0.5%的死区时间）；滞后相位（phase delay, s ）按编号依次相差3.33ms （对应50Hz 即为60˚），从脉冲1到脉冲6分别为0、0.00333、0.00667、0.01、0.01333、0.01667

。 e ．示波器：时间轴的时间范围（time range,s ）=0.05。

图3.2 MOSFET 参数

（3）设置仿真参数。

单击菜单“Simulation ”

，选中“Configuration Parameters ”，弹出如图3.3所示的窗口，设置仿真时间、解算器选项。

图3.3 仿真参数的设定对话框