-逆变电路的基本工作原理
逆变电路基本工作原理
逆变电路基本工作原理
逆变电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源。
闺21给出广—个子相逆变电路；在这个逆变电路小，内六个开关组成了‘个二相桥式电路。
交替打开利关断这六个开关，就uf以在输11端得到相位上各相差120“(电气角)的三相交流电源。
该交流电源的频率开关频率决定，而幅值则等于直流电源的幅值。
为了炊变该交流电源的祁序从而达到改变异步电动机转N的目的，只要故变各个开关打开和关断的顺序即可。
因为这些开关同时义起着改变电流流向的作用，所以它们又被称为换流开关或换流器件。
在图2。
7给出的逆变电路的原理图中，当位于同—桥臂上的两个开关向时处于开通状态时将会出现短路现象，并烧毁换流器件。
所以在实际的变频器逆变电路中还设有各种相应的辅助电路，以保证逆变电路的正常工作和在发生意外情况时对换流器件进行保护。
在巾逆变电路所完成的将直流电源转换为交流电源的过程小，升关器件起着非常重要的作用。
由于机械式开关的开关频率和使用寿命都很有限，在实际的逆变电路中采用半导体器件作为开关器件。
半导体开关器件的种类很多，如晶间管、晶体管、GTo、IGBT等。
而变频器本身也常常根据其逆变电路中使用的半导体开关器件的种类而被称为品闸管西门子变频器体管逆变器等。
逆变电路的基本工作原理
逆变电路的基本工作原理1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正S1；S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，把直流电变成了交流电。
改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。
图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。
阻感负载时，io滞后于uo，波形也不同（图5-1b）。
t1前：S1、S4通，uo和io均为正。
t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，uo变负，但io不能立刻反向。
io从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io才反向并增大（2）换流方式分类换流电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相。
开通：适当的门极驱动信号就可使其开通。
关断：全控型器件可通过门极关断。
半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断，一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断。
研究换流方式主要是研究如何使器件关断。
本章换流及换流方式问题最为全面集中，因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流（Device Commutation）。
2、电网换流由电网提供换流电压称为电网换流（Line Commutation）。
可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路，不需器件具有门极可关断能力，也不需要为换流附加元件。
3、负载换流由负载提供换流电压称为负载换流（Load Commutation）。
负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。
负载为电容性负载时，负载为同步电动机时，可实现负载换流。
图5-2 负载换流电路及其工作波形基本的负载换流逆变电路：采用晶闸管，负载：电阻电感串联后再和电容并联，工作在接近并联谐振状态而略呈容性。
电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入，直流侧串入大电感Ld， id基本没有脉动。
工作过程：4个臂的切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波。
逆变工作原理逆变教学课件PPT
Vd
Vd 0 2
(cosa
cos )
若逆变器电压公式用γ角来表示，则：
Vd
Vd 0
cosa
Vd
Vd 0（c osa
2
cos）
Ud0（cos(p b ) cos(p ）)
2
1（ 2
U
d
0
cosb
Ud0
cos）
1 2
(U d
Rc Id
Ud0
cos
)
2024/8/4
Ud Ud0 cos RcId (Ud0 cos RcId )
2024/8/4
9
a = 30°
逆 变
ud
uab uac u bc uba uca ucb uab uac
器 的
O
wt
换
相
a = 150°
过 程
ud
uab uac u bc uba uca ucb uab uac
O
wt
2024/8/4
10
不同逆变角时的输出电压波形及晶闸管两端电压波形
u
u
u
u
2
a
2
90 2
17
三、逆变整器流交器直与流逆数变量器关的系转表折达点式
1.若不考虑换相重叠现象，则
Ud Ud 0 cosa a转折点为90
2.若考虑换相重叠现象，则
Ud Ud 0 cosa Ud
Ud
0
cosa
Ud 2
0
(cosa
cos
)
Ud 0 (cosa cos )
2
可见，从整流器转向逆变的转折点所对应的触发角有下式确定
一、无源逆 变
1. 工作原理
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子设备。
它在许多领域中广泛应用，如太阳能发电系统、风力发电系统、电动车充电系统等。
逆变器的工作原理非常关键，下面将详细介绍逆变器的工作原理及其相关原理。
1. 逆变器的基本原理逆变器的基本原理是通过控制开关管的导通和断开，将直流电转换为交流电。
逆变器主要由输入端、输出端、控制电路和功率电路组成。
输入端接收直流电源，输出端输出交流电。
控制电路负责控制功率电路中的开关管的导通和断开，从而实现电流的正向和反向流动。
2. 逆变器的工作过程逆变器的工作过程可以分为两个阶段：直流到直流(DC-DC)转换和直流到交流(DC-AC)转换。
2.1 直流到直流(DC-DC)转换在这个阶段，逆变器将输入的直流电源进行调整和转换，以便适应后续的直流到交流转换。
这个阶段主要包括三个步骤：输入滤波、变压和输出滤波。
2.1.1 输入滤波逆变器的输入端通常会接收到来自太阳能电池板、风力发电机等直流电源。
直流电源的输出通常存在一些脉动和噪声。
因此，逆变器需要通过输入滤波电路对直流电源进行滤波，以去除这些干扰信号，保证后续电路的正常工作。
2.1.2 变压在输入滤波之后，逆变器会将直流电源的电压进行变压。
变压的目的是将直流电源的电压调整到逆变器工作所需的电压范围，通常是直流电源电压的倍数。
2.1.3 输出滤波经过变压之后，逆变器会对输出电压进行滤波处理，以去除可能存在的高频噪声和脉动。
输出滤波电路通常由电感和电容组成，能够平滑输出电压，提供稳定的直流电源。
2.2 直流到交流(DC-AC)转换在直流到直流转换之后，逆变器将直流电源转换为交流电。
这个阶段主要包括两个步骤：逆变和输出滤波。
2.2.1 逆变逆变是逆变器的核心过程，它通过控制开关管的导通和断开，将直流电源转换为交流电。
逆变器通常采用全桥逆变电路，由四个开关管组成。
通过控制开关管的导通和断开，可以实现交流电的正向和反向流动，从而产生所需的交流电信号。
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换成交流电的电力转换装置。
它在可再生能源系统、电池储能系统、电动汽车和UPS等领域中得到广泛应用。
逆变器的工作原理是通过使用电子器件将直流电源转换为交流电源。
一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是利用电子器件（如晶体管、IGBT等）将直流电源转换为交流电源。
逆变器的输入端连接直流电源，输出端连接负载。
逆变器通过控制电子器件的开关状态，将直流电源转换为交流电源，输出给负载。
逆变器的工作过程可以分为两个阶段：开关器件的导通和开关器件的断开。
二、逆变器的工作过程1. 开关器件的导通阶段：在这个阶段，逆变器的输入端直流电源通过控制电路，使得开关器件导通。
导通的开关器件会将直流电源的电能传输到输出端，形成正半周的交流电信号。
在这个过程中，开关器件的导通时间和导通频率决定了输出交流电的频率和幅值。
2. 开关器件的断开阶段：在这个阶段，逆变器的输入端直流电源通过控制电路，使得开关器件断开。
断开的开关器件会阻断直流电源的电能传输，输出端的电压降为0。
在这个过程中，开关器件的断开时间和断开频率决定了输出交流电的频率和幅值。
三、逆变器的控制方式逆变器的控制方式有两种：脉宽调制（PWM）和谐波消除调制（HCC）。
1. 脉宽调制（PWM）：脉宽调制是逆变器常用的控制方式。
它通过改变开关器件导通和断开的时间比例，来控制输出交流电的频率和幅值。
脉宽调制可以使得逆变器的输出电压具有较高的质量和稳定性。
2. 谐波消除调制（HCC）：谐波消除调制是一种高级的控制方式，它可以有效地消除逆变器输出电压中的谐波成份。
谐波消除调制通过改变开关器件的导通和断开时间，使得输出电压的谐波成份尽可能接近于0。
这样可以提高逆变器的功率质量，减少对负载的干扰。
四、逆变器的应用逆变器在可再生能源系统中的应用越来越广泛。
例如，太阳能光伏发电系统中的逆变器可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，供给家庭和工业用电。
逆变器的工作原理
逆变器的工作原理逆变器是一种用来将直流电转换为交流电的电子装置，它在许多应用领域中具有重要的作用。
下面将详细介绍逆变器的工作原理，并分点解析。
1. 逆变器的基本原理逆变器的基本原理是根据电力的传输和转换规律，通过合理的电路设计和器件控制，将直流电源转换为交流电源。
它通过控制开关管的导通和断开，改变直流电的正负极性和电流大小，从而产生一定形式和频率的交流电。
2. 逆变器电路和元器件逆变器的电路通常由开关管、滤波电容、滤波电感、控制电路等组成。
其中最常用的开关管有晶闸管、MOSFET场效应管、IGBT等。
滤波电容和滤波电感用于去除逆变器输出交流电中的脉动，使电压或电流更加平滑。
3. 逆变器的工作模式逆变器的工作可以分为两种模式：全桥逆变器和半桥逆变器。
全桥逆变器由四个开关管组成，能够实现正负电压的输出；半桥逆变器由两个开关管组成，只能实现正或负电压的输出。
工作模式的选择根据具体应用需求来确定。
4. 逆变器的调制方式逆变器的调制方式决定了输出交流电的波形特性和频率。
常见的调制方式有脉宽调制和频率调制。
脉宽调制是通过改变开关管导通时间的长短来控制输出电压的大小；频率调制则是改变开关管的开关频率来控制输出电压的频率。
5. 逆变器的控制技术逆变器的控制技术包括PWM（脉宽调制）、MPPT（最大功率点跟踪）、闭环控制等。
PWM是最常用的逆变器控制技术之一，它通过不断调整开关管的导通和断开时间，使得输出电压的脉冲宽度和频率可变，从而控制输出电压和频率。
6. 逆变器的应用领域逆变器广泛应用于各类电力系统中，例如太阳能发电系统、风能转换系统、电动汽车、电池储能系统等。
它们通过逆变器将直流电源转换为交流电源，提供给家庭、工业和商业设备使用。
7. 逆变器的优势与挑战逆变器的优势在于可以有效利用可再生能源，提高能源利用效率；同时，逆变器还可以实现智能化控制和远程监测。
然而，逆变器在设计和制造中也面临一些挑战，如电路保护、效率提高、体积缩小等问题。
逆变器的基本原理
逆变器的基本原理逆变器是一种电能转换设备，其基本原理是将直流电能转换成交流电能。
逆变器在电力系统中扮演着重要的角色，广泛应用于太阳能发电系统、风能发电系统等可再生能源系统中，以及家庭、工业和商业电力系统中。
逆变器的基本原理是利用电子元件，通过电子开关技术将直流电能转换成交流电能。
直流电能经过逆变器内部的交流开关进行切换和调节，最终输出成为稳定的交流电能。
具体的工作过程如下：1. 输入滤波：逆变器首先对直流输入电流进行滤波，去除输入电流中的脉动成分，确保电源的稳定性和可靠性。
2. 电流变换：将直流输入电流转换成高频交流电流，以便后续处理。
这一过程通常使用一个或多个交流开关电路完成，如半桥、全桥、双二极管桥等。
3. 调制与控制：逆变器根据输出电压的要求，对高频交流电流进行调制和控制。
常见的调制方法有脉宽调制（PWM）和正弦调制（SPWM）等。
调制过程中，逆变器会根据输入电压的大小和输出电压的需求，精确地控制开关的通断时间和频率。
4. 输出滤波：为了提高输出电压的质量和稳定性，逆变器会在输出端设置滤波电路，去除交流电流中的高频噪声和谐波成分。
5. 输出变压：逆变器还可能需要将输出电压变换成不同的电压等级。
这一过程通过输出变压器或者变压器模块来实现。
逆变器的工作原理可以用一个简单的模型来表示：输入直流电流经过开关电路调制成高频交流电流，再经过滤波和变压等处理后输出为稳定的交流电流。
逆变器的核心是控制开关电路的开关时间和频率，通过控制开关的通断状态，可以实现对输出电压和频率的调节。
逆变器的应用非常广泛，包括太阳能发电系统、风能发电系统、电动汽车充电器、UPS不间断电源等。
在太阳能发电系统中，太阳能电池板将太阳能转换为直流电能，而逆变器将这一直流电能转换为交流电能供电使用。
在风能发电系统中，逆变器则将风轮发电机产生的直流电能转换为交流电能。
在UPS不间断电源中，逆变器起到将直流电池供电转换为交流电能供电设备使用的作用。
逆变电路工作原理ppt课件
04
设计与实现过程剖析
主电路设计思路
拓扑结构选择
根据应用需求和性能指标，选择合适 的逆变电路拓扑结构，如全桥、半桥 、推挽等。
元器件参数设计
磁性元件设计
针对逆变电路中的磁性元件，如变压 器、电感等，进行详细设计，包括磁 芯材料选择、匝数计算、气隙设置等 。
依据拓扑结构和性能指标，设计合适 的元器件参数，包括功率开关管、二 极管、电感、电容等。
控制策略优化
通过改进控制策略，如采用多电平技术、PWM 控制技术等，可进一步提高输出电压波形的质量 。
系统稳定性增强手段
稳定性分析方法
01
利用状态空间法、频域分析法等方法对逆变电路进行稳定性分
析，找出潜在的不稳定因素。
控制环路设计
02
通过合理设计控制环路，包括电流环、电压环等，确保系统在
不同负载和输入电压条件下均能保持稳定运行。
逆变电路工作原理ppt课件
演讲人： 日期：
目录
• 逆变电路基本概念与分类 • 逆变电路工作原理详解 • 关键器件与参数选择 • 设计与实现过程剖析 • 性能评估与优化措施 • 实验验证与结果分析 • 总结与展望
01逆变电路定义
将直流电能转换为交流电能的电 路。
作用
方波逆变电路将直流电转换为方 波交流电。它采用开关管（如晶 体管或MOSFET）进行高速切换 ，将直流电压逆变为方波电压输
出。
输出波形
方波逆变电路的输出波形为方波 ，具有陡峭的上升沿和下降沿。 方波电压的幅值和频率可以通过 控制开关管的切换速度和直流输
入电压来调节。
应用领域
方波逆变电路常用于一些对波形 要求不高的场合，如低功率照明
控制系统设计思路
电力电子技术-第4章逆变电路
ON
VD
14
VD
VD b)
VD
固定180°移相方波控制方式
思考2：在导电方式一下工作，如果要改变输出电 压的有效值（即幅值），应该采取什么样的方式？ ★只能靠改变输入直 流电压的大小来改变 输出电压的有效值。 能否不改变直流电 压，直接进行调制 呢？为此提出了导 电方式二：
移相导电方式。
课程回顾
uo S 4
图5-1 i 从电源负极流出，经 S S3流回正极，负载电 2、负载和 o t1时刻断开 St 、 S ，合上 S 、 S ， u 变负，但 u 1 1前： 4 S1、S4通， 2 3 o 和i o o 均为正 io不能立刻 电流从一条支路转移到另一条支路称为换流。 感能量向电源反馈， io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io 反向
负载提供能量。
VD V
2 2
• VD 1 或 VD 2 通时， i o 和 u o 反
a) uo Um O -Um io O t3 t4 t1 t 2 t5 t6 V1 V2 V1 V2 VD 1 VD 2 VD 1 VD 2 b)
向，负载电感中贮藏的能量
向直流侧反馈。
t
• 输出电压 uo 为矩形波，幅
• 全桥逆变电路
*导电方式一： V1,V4同时通断；
uo Um O
V2,V3同时通断；
V1,V4与V2,V3信号 互补，各导电180 ゜。
-Um
io O t3 t1 t 2 V 14 VD
14
t
t4 t5 t6 V 23
23
t
V2
23
ON
V 14
14
VD
VD b)
VD
思考：在导电方式一下工作，如果要改变输出电压
第二十讲-第二十三讲 单相与三相逆变电路
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Ud/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
uG1
O
t
u G2
O
t
u G3 ?
O
t
u G4
O
t
uo io
i
主电路开关管采用自关断 器件时，如果其反向不能承 受高电压，则需在各开关器 件支路串入二极管。
图4.4.1 电流型单相桥式逆变 电路及电流波形
电流型单相桥式逆变电路
2、电流波形参数计算：
将图4.4.1（b）所示的电流波形i0展开成傅氏级数,有
io
4Id
(sint
1 sin3t 3
1 sin5t 5
)
(4.4.1)
其中基波幅值I01m和基波有效值I01 分别为
I 01m
4Id
1.27Id
I 01
4Id 2
0.9 I d
(4.4.2) (4.4.3)
图4.4.1 电流型单相桥式逆变 电路及电流波形
电流型三相桥式逆变电路
1、工作方式:
导电方式为120°导通、横向换流 方式，任意瞬间只有两个桥臂导通。 依次间导隔通60顺°序，T每1→个T桥2→臂T导3→通T14→20T°5→。T这6， 样，每个时刻上桥臂组和下桥臂组中都 各有一个臂导通。
电压型单相半桥逆变电路
1、 工作原理：
负载:纯电阻, 在[0,π]，T1导通，T2截止， u0=Ud / 2 。在[π, 2π]，T2导通， T1截止， u0=-Ud / 2 。
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力转换设备。
它在可再生能源发电系统、电动车辆和UPS（不间断电源）等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍逆变器的工作原理。
一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是利用电子器件对直流电进行逆变，产生交流电。
逆变器通常由直流输入端、输出端和控制电路组成。
其工作流程如下：1. 直流输入：逆变器的直流输入端接收来自电池、太阳能电池板或者其他直流电源的电能。
直流电源经过滤波电路进行滤波处理，去除掉直流电中的脉动和噪声。
2. 逆变过程：滤波后的直流电进入逆变器的控制电路。
控制电路根据设定的参数，如输出电压、频率等，控制功率开关器件的开关状态。
逆变器中常用的功率开关器件有晶体管和功率MOSFET。
3. 输出交流电：通过控制功率开关器件的开关状态，逆变器将直流电转换为交流电。
交流电经过输出滤波电路后，去除掉交流电中的谐波和噪声，得到纯净的交流电输出。
二、逆变器的工作模式逆变器根据输入直流电的类型和输出交流电的特性，可以分为两种工作模式：单相逆变器和三相逆变器。
1. 单相逆变器：单相逆变器适合于家庭和小型商业应用。
它的输入直流电为单相直流电，输出交流电为单相交流电。
单相逆变器通常采用全桥逆变器拓扑结构，具有较高的效率和可靠性。
2. 三相逆变器：三相逆变器适合于大型商业和工业应用。
它的输入直流电为三相直流电，输出交流电为三相交流电。
三相逆变器通常采用多电平逆变器拓扑结构，能够提供更高的功率质量和效率。
三、逆变器的控制策略逆变器的控制策略对其性能和稳定性至关重要。
常见的逆变器控制策略有以下几种：1. 脉宽调制（PWM）：脉宽调制是一种常用的逆变器控制策略。
通过改变逆变器输出电压的脉冲宽度，控制输出交流电的幅值和频率。
脉宽调制可以提供较高的输出质量和效率。
2. 多电平控制：多电平控制是一种高性能的逆变器控制策略。
通过在逆变器输出端采用多级电压波形，减小输出电压的谐波含量，提高输出电压的质量。
第5章 逆变电路
也叫电流换流。
图5-3直接耦合式 强迫换流原理图
图5-4 电感耦合式 强迫换流原理图
5.1.2 换流方式分类
换流方式总结：
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。
5.2.1 单相电压型逆变电路
阻感负载时，还可采用 移相得方式来调节输出 电压－移相调压。
V3的基极信号比V1落后θ （0＜θ ＜180 °）。V3、 V4的栅极信号分别比V2、
V1的前移180°－θ 。输出
电压是正负各为θ的脉冲。
改变θ就可调节输出电压。
uG1
a)
O
t
u G2
O
t
u G3
θ
O
t
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。
5.3 电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路 5.3.2 三相电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
1) 电路原理
由四个桥臂构成，每个 桥臂的晶闸管各串联一 个电抗器，用来限制晶 闸管开通时的di/dt。
负载中点和电源中点间电压
uNN'
1 3
(uUN'
uVN'
uWN'
)
1 3
(uUN
uVN
uWN )
(5-6)
负载三相对称时有uUN+uVN+uWN=0，于是
1 uNN' 3 (uUN' uVN' uWN' )
逆变电路精品PPT课件
V5、V6、V1 V6、V1、V2
uUN
1 Ud 3
2 Ud 3
1 Ud 3
1 Ud 3
2 Ud 3
1 Ud 3
5-29
5.2.2 三相电压型逆变电路
波形分析
负载各相到电源中点N' 的电压：U相，1通， uUN'=Ud/2，4通，uUN'=Ud/2。 负载线电压
a) u b) u
UN'
5-9
5.1.2 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）
电网提供换流电压的换流方式。 将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。 不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流 电网的无源逆变电路。
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
5-3
第 5章
逆变电路
以上讨论的仅仅是逆变器的主电路，要构成一个完整的 逆变器除了主电路之外还要有其它附加电路，其基本结构如下 图所示，除逆变主电路外还包括：
5-4
第 5章
逆变电路
5-5
5.1.1 逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
-
VD 1 a R io L b uo VD 2 V4
VD4
两个半桥电 路的组合
T1 T2
图5-5 全桥逆变电路
u G1 O u G2 O u G3 O
逆变电路的基本工作原理
第5章逆变电路主要内容:换流方式,电压型逆变电路,电流型逆变电路,多重逆变电路与多电平逆变电路。
重点:换流方式,电压型逆变电路。
难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。
基本要求:掌握换流方式,掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路与多电平逆变电路。
逆变概念:逆变-—直流电变成交流电,与整流相对应、本章无源逆变逆变电路得应用:蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,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得核心部分都就是逆变电路。
本章仅讲述逆变电路基本内容,第6章ＰWM控制技术与第８章组合变流电路中,有关逆变电路得内容会进一步展开1换流方式(1)逆变电路得基本工作原理单相桥式逆变电路为例:S１~S4就是桥式电路得4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。
Ｓ１、Ｓ4闭合,S２、S3断开时,负载电压uｏ为正Ｓ１;S１、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,把直流电变成了交流电、改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率、图５—1 逆变电路及其波形举例电阻负载时,负载电流i o与ｕo得波形相同,相位也相同。
阻感负载时,iｏ滞后于u o,波形也不同(图５—１b)。
t１前:S1、Ｓ４通,u o与iｏ均为正。
t1时刻断开Ｓ1、Ｓ4,合上S2、S3,u o变负,但ｉo不能立刻反向。
ｉo从电源负极流出,经S２、负载与S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,ｉo逐渐减小,t2时刻降为零,之后i o才反向并增大(２)换流方式分类换流—-电流从一个支路向另一个支路转移得过程,也称换相。
开通:适当得门极驱动信号就可使其开通。
关断:全控型器件可通过门极关断。
半控型器件晶闸管,必须利用外部条件才能关断,一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压,才能关断。
研究换流方式主要就是研究如何使器件关断。
本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件得自关断能力进行换流(Devｉｃe Ｃomｍuｔａtioｎ)、２、电网换流由电网提供换流电压称为电网换流(Liｎeｍutation)。
逆变电路的基本工作基本原理
逆变电路的基本工作基本原理
逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路。
其基本原理是利用开关器件（如晶体管、功率MOS管等）控制电源电压的
通断，使得直流电源的电压在开关控制下周期性地改变极性，从而形成交流电压输出。
具体工作原理如下：
1. 当控制信号为高电平时，开关器件导通，电源正极接通输出负电压，负载电流经过电流限制电感流入负载；
2. 当控制信号为低电平时，开关器件截断，电源与负载之间断开连接；
3. 由于电流限制电感的自感作用，负载电流无法突变，因此电流会继续在电流限制电感和负载之间流动，形成一个闭合回路，自感电动势驱动此回路中的电流继续流动；
4. 自感电动势的方向与电流的方向相反，使得负载电流逆向流动，造成负载电压的极性发生变化，从而形成交流电压输出。
通过控制开关器件的导通和截断，可以调节逆变电路的开关频率、占空比等参数，从而实现不同频率、不同幅值的交流电输出。
逆变电路广泛应用于交流电源不可用或需要转换为不同电压和频率的场合，如UPS电源、电动车充电器等。
逆变电路的工作原理
逆变电路的工作原理逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路，其工作原理主要基于功率半导体器件的开关控制。
逆变电路在电力变换、电机驱动、太阳能发电等领域有着广泛的应用。
下面我们将详细介绍逆变电路的工作原理。
首先，逆变电路通常由功率半导体器件（如晶闸管、场效应管等）和控制电路组成。
在逆变电路中，功率半导体器件起到开关的作用，通过不同的开关组合可以实现对直流电的逆变，输出交流电。
其次，逆变电路的工作原理是通过控制功率半导体器件的导通和关断来实现对直流电的逆变。
当控制电路给出相应的触发信号时，功率半导体器件导通，直流电源输出到负载上；当控制电路给出另一种触发信号时，功率半导体器件关断，负载上不再有输出。
通过这种方式，可以实现对直流电的逆变，输出交流电。
另外，逆变电路的工作原理还涉及到逆变电路的拓扑结构。
常见的逆变电路拓扑结构有单相桥式逆变电路、三相桥式逆变电路等。
不同的拓扑结构对应不同的应用场景，可以实现不同的功率输出和控制方式。
此外，逆变电路的工作原理还包括对输出波形的控制。
在实际应用中，往往需要对逆变电路输出的交流电波形进行控制，以满足不同的负载要求。
通过控制功率半导体器件的触发角度和脉宽，可以实现对输出波形的调节，满足不同的应用需求。
总的来说，逆变电路的工作原理是基于功率半导体器件的开关控制，通过控制功率半导体器件的导通和关断来实现对直流电的逆变，输出交流电。
不同的逆变电路拓扑结构和输出波形控制方式可以满足不同的应用需求，具有广泛的应用前景。
以上就是逆变电路的工作原理的详细介绍，希望对您有所帮助。
如果您对逆变电路的工作原理还有其他疑问，欢迎随时与我们联系。
逆变电路的基本工作原理
第5章逆变电路主要内容：换流方式，电压型逆变电路，电流型逆变电路，多重逆变电路和多电平逆变电路.重点:换流方式,电压型逆变电路.难点：电压型逆变电路,电流型逆变电路.基本要求：掌握换流方式，掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路和多电平逆变电路。
逆变概念：逆变—-直流电变成交流电，与整流相对应。
本章无源逆变逆变电路的应用：蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时，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的核心部分都是逆变电路。
本章仅讲述逆变电路基本内容，第6章PWM控制技术和第8章组合变流电路中，有关逆变电路的内容会进一步展开1换流方式(1)逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例:S1～S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u o为正S1；S1、S4断开，S2、S3闭合时，u o为负，把直流电变成了交流电。
改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。
图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时,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滞后于u o，波形也不同（图5-1b）。
t1前：S1、S4通，u o和i o均为正。
t1时刻断开S1、S4,合上S2、S3，u o变负，但i o不能立刻反向。
i o从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，i o逐渐减小，t2时刻降为零,之后i o才反向并增大（2）换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相。
开通：适当的门极驱动信号就可使其开通。
关断:全控型器件可通过门极关断。
半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断，一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断.研究换流方式主要是研究如何使器件关断。
本章换流及换流方式问题最为全面集中，因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流（Device Commutation）。
逆变电路的工作原理
逆变电路的工作原理
这里以最简单的单相桥式逆变电路为例来说明逆变的基本工作原理，基本电路图如下：
S1~S4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S1、S4 闭合，S2、S3 断开时，负载电压uo为正；当开关S1、S4 断开，S2、S3 闭合时，uo为负，这样就把直流电变成了交流电，电路波形如下：
改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。
电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同；阻感负载时，io 相位滞后于uo，波形也不同。
以上便是逆变(DC-AC)的基本工作原理，有单相的，也有三相的；对于所用开关器件的不同，逆变的相关参数也会有所不同，但是基
本的工作原理是不会变的。
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第5章逆变电路主要内容：换流方式，电压型逆变电路，电流型逆变电路，多重逆变电路和多电平逆变电路。
重点：换流方式，电压型逆变电路。
难点：电压型逆变电路，电流型逆变电路。
基本要求：掌握换流方式，掌握电压型逆变电路，理解电流型逆变电路，了解多重逆变电路和多电平逆变电路。
逆变概念：逆变——直流电变成交流电，与整流相对应。
本章无源逆变逆变电路的应用：蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时，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的核心部分都是逆变电路。
本章仅讲述逆变电路基本内容，第6章PWM控制技术和第8章组合变流电路中，有关逆变电路的内容会进一步展开1换流方式（1）逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例：S1～S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u o为正S1；S1、S4断开，S2、S3闭合时，u o为负，把直流电变成了交流电。
改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。
图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时，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滞后于u o，波形也不同（图5-1b）。
t1前：S1、S4通，u o和i o均为正。
t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，u o变负，但i o不能立刻反向。
i o从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，i o逐渐减小，t2时刻降为零，之后i o才反向并增大（2）换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相。
开通：适当的门极驱动信号就可使其开通。
关断：全控型器件可通过门极关断。
半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断，一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断。
研究换流方式主要是研究如何使器件关断。
本章换流及换流方式问题最为全面集中，因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流（Device Commutation）。
2、电网换流由电网提供换流电压称为电网换流（Line Commutation）。
可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路，不需器件具有门极可关断能力，也不需要为换流附加元件。
3、负载换流由负载提供换流电压称为负载换流（Load Commutation）。
负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。
负载为电容性负载时，负载为同步电动机时，可实现负载换流。
图5-2 负载换流电路及其工作波形基本的负载换流逆变电路：采用晶闸管，负载：电阻电感串联后再和电容并联，工作在接近并联谐振状态而略呈容性。
电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入，直流侧串入大电感L d，i d基本没有脉动。
工作过程：4个臂的切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波。
负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，对基波阻抗很大，对谐波阻抗很小，u o波形接近正弦。
t1前：VT1、VT4通，VT2、VT3断，u o、i o均为正，VT2、VT3电压即为u ot1时：触发VT2、VT3使其开通，u o加到VT4、VT1上使其承受反压而关断，电流从VT1、VT4换到VT3、VT2。
t1必须在u o过零前并留有足够裕量，才能使换流顺利完成。
4、强迫换流设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流（Forced Commutation）。
通常利用附加电容上储存的能量来实现，也称为电容换流。
直接耦合式强迫换流——由换流电路内电容提供换流电压。
VT通态时，先给电容C充电。
合上S就可使晶闸管被施加反压而关断。
图5-3 直接耦合式强迫换流原理图电感耦合式强迫换流——通过换流电路内电容和电感耦合提供换流电压或换流电流。
两种电感耦合式强迫换流：图5-4a中晶闸管在LC振荡第一个半周期内关断。
图5-4b中晶闸管在LC振荡第二个半周期内关断。
图5-4 电感耦合式强迫换流原理图给晶闸管加上反向电压而使其关断的换流也叫电压换流（图5-3）。
先使晶闸管电流减为零，然后通过反并联二极管使其加反压的换流叫电流换流（图5-4）。
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。
2电压型逆变电路逆变电路按其直流电源性质不同分为两种：电压型逆变电路或电压源型逆变电路，电流型逆变电路或电流源型逆变电路。
图5-1电路的具体实现。
图5-5 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路）电压型逆变电路的特点(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同(3) 阻感负载时需提供无功。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管（1）单相电压型逆变电路1、半桥逆变电路电路结构：见图5-6。
工作原理：V1和V2栅极信号各半周正偏、半周反偏，互补。
u o为矩形波，幅值为Um=Ud/2，i o 波形随负载而异，感性负载时，图5-6b，V1或V2通时，i o和u o同方向，直流侧向负载提供能量，VD1或VD2通时，i o和u o反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD1、VD2称为反馈二极管，还使i o连续，又称续流二极管。
图5-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形优点：简单，使用器件少缺点：交流电压幅值U d/2，直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡，用于几k W 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、全桥逆变电路电路结构及工作情况：图5-5，两个半桥电路的组合。
1和4一对，2和3另一对，成对桥臂同时导通，交替各导通180°。
u o波形同图5-6b。
半桥电路的u o，幅值高出一倍U m=U d。
i o波形和图5-6b中的i o相同，幅值增加一倍，单相逆变电路中应用最多的。
输出电压定量分析u o成傅里叶级数(5-1) 基波幅值(5-2)基波有效值(5-3) u o为正负各180º时，要改变输出电压有效值只能改变U d来实现。
移相调压方式（图5-7）。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。
各栅极信号为180º正偏，180º反偏，且V1和V2互补，V3和V4互补关系不变。
V3的基极信号只比V1落后q ( 0<q<180º)，V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180º-q，u o成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值。
图5-7 单相全桥逆变电路的移相调压方式3、带中心抽头变压器的逆变电路交替驱动两个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，U d和负载相同，变压器匝比为1:1:1时，u o和i o波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。
图5-8 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。
（2）三相电压型逆变电路三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路。
应用最广的是三相桥式逆变电路可看成由三个半桥逆变电路组成。
180°导电方式：每桥臂导电180º，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120º，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。
图5-9 三相电压型桥式逆变电路波形分析：图5-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形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/2。
负载线电压(5-4)负载相电压(5-5) 负载中点和电源中点间电压(5-6) 负载三相对称时有u UN+u VN+u WN=0，于是(5-7)利用式(5-5)和(5-7)可绘出u UN、u VN、u WN波形。
负载已知时，可由u UN波形求出i U波形，一相上下两桥臂间的换流过程和半桥电路相似，桥臂1、3、5的电流相加可得直流侧电流i d的波形，i d每60°脉动一次，直流电压基本无脉动，因此逆变器从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的，电压型逆变电路的一个特点。
定量分析：a、输出线电压u UV展开成傅里叶级数(5-8) 式中，，k为自然数输出线电压有效值(5-9)基波幅值(5-10) 基波有效值(5-11)b、负载相电压u UN展开成傅里叶级数得：(5-12) 式中，，k为自然数负载相电压有效值(5-13) 基波幅值(5-14)基波有效值(5-15) 防止同一相上下两桥臂开关器件直通，采取“先断后通”的方法。
3 电流型逆变电路直流电源为电流源的逆变电路——电流型逆变电路。
一般在直流侧串联大电感，电流脉动很小，可近似看成直流电流源。
实例之一：图5-11电流型三相桥式逆变电路。
交流侧电容用于吸收换流时负载电感中存贮的能量。
图5-11 电流型三相桥式逆变电路电流型逆变电路主要特点：(1) 直流侧串大电感，相当于电流源。
(2) 交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因负载不同而不同。
(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。
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。
（1）单相电流型逆变电路图5-12 单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路4桥臂，每桥臂晶闸管各串一个电抗器L T限制晶闸管开通时的di/dt。
1、4和2、3以1000～2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流电。
采用负载换相方式，要求负载电流超前于电压。
负载一般是电磁感应线圈，加热线圈内的钢料，RL串联为其等效电路。
因功率因数很低，故并联C。
C和L、R构成并联谐振电路，故此电路称为并联谐振式逆变电路。
输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。
因基波频率接近负载电路谐振频率，故负载对基波呈高阻抗，对谐波呈低阻抗，谐波在负载上产生的压降很小，因此负载电压波形接近正弦波。
工作波形分析：一周期内，两个稳定导通阶段和两个换流阶段。
t1-t2：VT1和VT4稳定导通阶段，iｏ=I d，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。
t2-t4：t2时触发VT2和VT3开通，进入换流阶段。
L T使VT1、VT4不能立刻关断，电流有一个减小过程。
VT2、VT3电流有一个增大过程。
4个晶闸管全部导通，负载电压经两个并联的放电回路同时放电。
t2时刻后，LT1、VT1、VT3、LT3到C；另一个经LT2、VT2、VT4、LT4到C。