电力电子技术41逆变
电力电子技术基础课件：逆变电路
V2
VD1 VD2 VD1 VD2
逆变电路
4.2.1 单相电压型逆变电路
1）半桥逆变电路
t3-t4:t3时刻电流过零边负，V2导通，负载电 流反向增加，输出电压uo =-Ud/2；
t4-t5:t4时刻V2关断，给V1驱动信号，由于 阻感负载电流不能突变，此时电流通过VD1续流， 电流逐渐减小，输出电压uo =Ud/2；
通而变为零，则称为熄灭。
电力电子技术
第四章 逆变电路
4.2 单相逆变电路工作原理
4.2.1 单相电压型逆变电路 4.2.2 单相电流型逆变电路
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、由于直流电压源的钳位作用，输出电
压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不 Ud
单相电流型逆变电路
iT
i VT1,4
i VT2,3
Id 0
tγ
uo/io
t
0
t1
Id t2 t3 t4
t5
tφ
t6 t7
t
tδ tβ
电流型逆变电路波形图
逆变电路
单相电流型逆变电路
t2-t4阶段：t2时刻四个晶闸管全部导通，负 载电容电压经两个回路LT1、VT1 、VT3 、LT3 和 LT2、VT2 、VT4 、LT4 放电；t4时刻VT1、VT4的 电流减小到零关断，直流侧电流Id全部转移到 VT2和VT3支路，换流结束。 。
VD3 VD4
u G1
0
t
u G2
0
t
u G3
q
0
t
u G4
0
t
uo io
电力电子复习思考题
电力电子复习思考题1、什么是电力电子器件，电力电子技术。
2、电力变换的分类。
3、电力电子技术的发展。
4、电力电子技术的应用。
5.触发晶闸管导通后，其栅极如何影响电路。
6、当晶闸管阳极和阴极之间加上正向电压而门极不加任何信号时，晶闸管处于什么状态。
7、额定电流为100a的晶闸管是指允许流过的最大有效值是多少。
8、晶闸管的发热允许是什么概念。
9、igbt能否代替gto。
10.各种全控设备的开关原理。
11、单向全控桥式整流电路，大电感负载，且无续流二极管，当α=600时，每只晶闸管的导通角θ为多少。
12.当三相半波可控整流电路中存在电阻负载时，如果在自然换相点之前添加触发脉冲，输出电压将如何变化。
13、在需要直流电压较低，电流较大的场合，宜采用什么类型整流电路。
14、有源逆变产生的条件是什么。
15.在三相桥式半控整流电路中，流过每个晶闸管的平均电流是负载电流的多少倍。
16.预防（有源）逆变器故障的措施是什么。
17、三相半波可控整流电阻性负载电路中，整流变压器二次相电压的有效值为u2，当控制角α的变化范围在00―300之间时，其输出平均电压ud是多少。
18、相控整流电路中晶闸管关断的条件是什么。
19、晶闸管的正向阻断峰值电压指的是什么。
20、三相桥式全控整流大电感负载电路工作于整流状态时，其控制角α的最大移相范围是多少。
21、带平衡电抗器的三相双反星形可控整流电路中，每只晶闸管中流过的平均电流是否负载电流的1/3。
22.平滑电抗器的设置是否能有效抑制电枢电流的间歇性现象，使电流波形连续平滑23、在三相桥式全空整流电路合闸启动或电流断续时，为了电路能正常工作，保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲，可采用什么方法。
24.以单相桥式半空气整流电路为例，分析其失控现象及解决方法。
25、如果对可控整流电路的输出电流波形质量要求交高，需采用什么措施。
26、三相半波可控整流电路，带电阻性负载，输出电流开始断续时的控制角α大于多少度。
(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
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新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
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滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
电力电子技术题库及答案整理版
一、填空题(每空1分，共５０分)1、对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L __大于__ I H。
2、功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是______智能功率集成电路_________。
3、晶闸管断态不重复电压U DSM与转折电压U BO数值大小上应为，U DSM __小于__ U BO。
U _，设U2 4、电阻负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于_Fm2为相电压有效值。
5、三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差__________120°_______。
6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_______下降______。
7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_____________静态均压________________措施。
8、三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有___Y形和△形___二种方式。
9、抑制过电压的方法之一是用_____储能元件_______吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10、180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在___同一相_的上、下二个开关元件之间进行。
11、改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_________________输出电压基波________的幅值。
12、为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是___________(一个)较大的负电流__________。
13、恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_________减小存储时间________________。
14、功率晶体管缓冲保护电路中二极管要求采用___快速恢复__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
15、晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为：_____________________维持电流 _______________________。
电力电子技术中的逆变器有什么应用
电力电子技术中的逆变器有什么应用在电力电子技术领域，逆变器是一种重要的元件，其主要功能是将直流电转换为交流电。
逆变器在各个领域都有广泛的应用，本文将对逆变器的应用进行探讨。
一、家庭应用随着家庭电子设备的普及，逆变器在家庭应用中扮演着重要的角色。
逆变器可以将家庭的直流电转换为交流电，以满足电视、音响、电脑等交流设备的供电需求。
此外，逆变器还可以与太阳能电池板等可再生能源设备配合使用，实现家庭自给自足的电力供应。
逆变器在家庭应用中不仅提供了便利性，还可以降低能源消耗，实现节能环保。
二、工业应用逆变器在工业领域的应用也非常广泛。
在工业生产中，直流电和交流电的应用场景各不相同，逆变器可以实现两者之间的转换。
工业用逆变器不仅能够提供高质量的交流电源，还具备输出控制和保护功能，能够满足各类工业设备对电能的需求。
逆变器还可以实现电网与独立运行系统之间的切换，在电力供应不稳定或中断时保证生产系统的稳定运行。
三、交通运输领域逆变器在交通运输领域的应用也十分重要。
例如，逆变器广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中，将电池的直流电转换为交流电，以驱动车辆运动。
逆变器不仅可以提供高效的能量转换，还可以控制电动汽车的速度和转向。
此外，逆变器还能够在列车、电车等电气化交通系统中实现高电压直流（HVDC）与交流的转换，提高供电质量和效率。
四、航空航天领域逆变器在航空航天领域的应用是航空电子技术中的重要组成部分。
航空器和航天器中需要使用电力设备，而逆变器可以将其所携带的直流电源转换为交流电，以供应各种航空电子设备的使用。
逆变器可以满足航空器和航天器对电能品质的高要求，例如传输效率、频率稳定性和电磁兼容性等。
逆变器在航空航天领域的应用也对其的可靠性和稳定性提出了很高的要求。
五、可再生能源领域逆变器在可再生能源领域是不可或缺的部分。
例如，太阳能和风能发电系统中都需要使用逆变器来将产生的直流电转换为交流电并输出到电网中。
逆变器在可再生能源系统中的作用不仅仅是能量转换，还包括最大功率点跟踪、电压调节、电网互连保护等功能。
电力电子技术在电力系统自动化中的应用
电力电子技术在电力系统自动化中的应用随着现代电力系统的不断发展，电力电子技术在电力系统自动化中的应用变得越来越重要。
电力电子技术的出现不仅提高了电力系统的稳定性和可靠性，还为电力系统的智能化和高效化提供了有力支持。
本文将探讨电力电子技术在电力系统自动化中的具体应用，包括逆变技术、短路电流限制技术以及柔性交流输电技术。
1. 逆变技术逆变技术是电力电子技术在电力系统自动化中的重要应用之一。
逆变器是将直流电转换为交流电的装置，由于其具有高效、可靠、灵活等特点，被广泛应用于变频调速、UPS电源、太阳能发电等领域。
在电力系统自动化中，逆变技术被用于实现直流输电、高压直流输电、交流与直流的互联互通等功能。
通过逆变技术，电力系统可以实现不同电压等级之间的互联互通，提高系统的可靠性和供电质量。
2. 短路电流限制技术电力系统中的短路故障常常会对系统的稳定性和安全性造成严重影响。
为了限制短路电流的大小，保护系统的设备和运行状态，电力电子技术被用于短路电流限制技术的研究与应用。
利用电力电子技术，可以通过调节电流限制器的控制策略，实现对短路电流的精确控制。
短路电流限制技术可以减少系统中的电磁力、电流冲击等问题，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 柔性交流输电技术柔性交流输电技术是电力电子技术在电力系统自动化中的又一重要应用领域。
通过柔性交流输电技术，可以实现对电力系统中电压、频率等参数的控制和调节，进而优化系统的运行状态。
柔性交流输电技术主要包括STATCOM（静止同步补偿器）和SVC （静止无功补偿器）等装置。
这些装置通过电力电子技术可以实时控制并调整电力系统中的电流和电压，提高系统的稳定性和可靠性。
4. 智能电力电子装置随着信息技术的发展，智能电力电子装置在电力系统自动化中的应用也越来越广泛。
智能电力电子装置通过与传感器、监控系统等设备的联动，可以实时获取电力系统运行状态的信息，并进行智能化的控制和运行。
智能电力电子装置的应用，可以实现电力系统的自动化运行和管理。
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
《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
0 2
2
(4.3.1)
输出电压瞬时值为:
uo
n 1, 3 , 5 ,
2U d n
s in nt
(4.3.2)
其中， 2f s 为输出电压角频率。
当 n=1时其基波分量的有效
值为:
U O1
2U d
2
0.45U d
(4.3.3)
图4.3.1 电压型半桥逆变电路及 其电压电流波形
4.3.1 电压型单相半桥逆变电路
图4.3.1 电压型半桥逆变电路 及其电压电流波形
4.3.1 电压型单相半桥逆变电路
2、工作原理：
在一个周期内，电力晶体 管 周正T1和偏T，2的半基周极反信偏号，各且有互半补。
若负载为纯电阻，在[0,π] 期 T2通π2截间 ，]期止，T间1，T截1，则有止T驱，u20有动则=U驱信ud0动。号=-信在导Ud号[通π。导，, 动 信信 号若号 ，负截 由载止于为，感纯尽性电管负感载T，1有中T驱的2无动电驱 流i。不能立即改变方向，于 是 D1导通续流，u0=－Ud /2 。
3、特点： 优点： 简单，使用器件少；
缺点：
1）交流电压幅值仅为Ud/2； 2）直流侧需分压电容器； 3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接LC 滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输出电压中的高次 谐波。 4、应用：用于几kW以下的小功率逆变电源；
4.3.2 电压型单相全桥逆变电路
电路工作原理：
(4.3.7)
图4.3.2 电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图
4.3.2 电压型单相全桥逆变电路
3）阻感负载RL
0≤ ωt ≤ θ期间，T1和T4有驱动信号， 由于电流i0为负值，T1和T4不导通，D1、
电力电子技术复习题(整理版)
电力电子技术复习题(整理版)电力电子技术复习题一、填空题1、晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是：______极、______极和______极。
2、单相半波可控整流电路中，控制角α的最大移相范围是__________。
3、对于同一个晶闸管，其维持电流IH _______擎住电流IL（数值大小关系）。
4、在GTR和IGBT两种自关断器件中，属于电压驱动的器件是_____，属于电流驱动的器件是___。
5、在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控整流电路可获得__________的输出电压。
6、为了使电力晶体管安全、可靠地运行，驱动电路和主电路应该实行_________。
7、把交流电能转换成直流电能称整流，把一种直流电能转换成另一种直流电能称_________，而把直流电能转换成交流电能称_________。
8、可关断晶闸管（GTO）的电流关断增益βoff 的定义式为βoff=___________，其值越______越好。
9、单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=___________。
10、将直流电能转换为交流电能，并把交流电能直接提供给交流用电负载的逆变电路称为___________逆变器。
11、对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是过高，二是_______________。
12、晶闸管一旦导通，门极就失去了控制作用，故晶闸管为器件。
能保持晶闸管导通的最小电流称为。
13、电压型单相桥式逆变电路中，与开关管反并联的二极管起着___________和防止开关器件承受反压的作用。
14、电力电子电路中为了实现主电路与控制电路的隔离，常采用的隔离方法有_________隔离和_________隔离。
15、单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度称为__________。
16、正弦脉宽调制(SPWM)的载波信号波形一般是_________波，基准信号波形为_________波。
电力电子技术考研必备题库与答案
电力电子技术试题库答案来源：欧阳陶昱的日志电力电子技术试题库答案一、填空题（每空1分，共20分）1、电力电子技术是利用（电力电子器件）对电能进行（控制、转换和传输）的技术.3电力电子技术研究的对象是（电力电子器件的应用）、（电力电子电路的电能变换原理）和电力电子装置的开发与应用。
.1957年（美国通用电气（GE）公司）研制出第一只晶闸管，它标志着（电力电子技术）的诞生。
6、电力二极管的主要类型有（普通二极管），（快恢复二极管）和肖特基二极管。
7、电力二极管的主要类型有普通二极管，（快恢复二极管）和（肖特基二极管）。
8、晶闸管是一种既具有（开关作用），又具有（整流作用）的大功率半导体器件。
9、晶闸管有三个电极，分别是（阳极），（阴极）和门极或栅极。
10、晶闸管有三个电极，分别是阳极，（阴极）和（门极或栅极）。
11、晶闸管的正向特性又有（阻断状态）和（导通状态）之分。
12、半控型电力电子器件控制极只能控制器件的（导通），而不能控制器件的（关断）。
13、电流的波形系数Kf指（电流有效值）和（电流平均值）比值。
14、电力晶体管是一种（耐高压）、（大电流）的双极型晶体管。
15、电力晶体管的安全工作区分为（正偏安全工作区）和（反偏安全工作区）。
16、双向晶闸管有两个（主）电极和一个（门）极。
17、双向晶闸管有(I+触发方式)，（I-触发），III+触发和III-触发。
18、IGBT的保护有（过电流保护），过电压保护和（过热保护）。
19、降压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=DUd），升压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=Ud/(1-D)）。
20、全控型电力电子器件控制极既能控制器件的（导通），也不能控制器件的（关断）。
21、电力器件的换流方式有（器件换流），（电网换流），负载换流和脉冲换流。
22、负载换流式逆变电路分为（并联谐振式），（串联谐振式）。
23、按照稳压控制方式，直流变换电路可分为（脉冲宽度调制）和（脉冲频率调制）。
逆变电路(电力电子技术课件)
减至零后，再流过二极管VD。
换流方式
电感耦合式强迫换流
4) 强迫换流
给晶闸管加上反向电压而使其关
断的换流也叫电压换流（前图）
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（左图）
换流方式小结
器件换流——适用于全控型器件
其余三种方式——针对晶闸管
断的换流也叫电压换流（前图）
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（左图）
换流方式小结
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
因为器件或变流器自身的原因而实现换流
电网换流和负载换流——外部换流
借助于外部手段（电网电压或负载电压）
电感耦合式强迫换流
图a中晶闸管在LC振荡第一个半周期内关断
图b中晶闸管在LC振荡第二个半周期内关断
在图（a）中，接通开关S后，LC振荡
电流将反向流过晶闸管VT，与VT 的负
载电流相减，直到VT 的合成正向电流
减至零后，再流过二极管VD。
换流方式
电感耦合式强迫换流
4) 强迫换流
给晶闸管加上反向电压而使其关
其中交一直一交变频电路由交一直变换电路和直一交变换电路两
部分组成，
前一部分属于整流电路，后一部分就是逆变电路。
逆变器的工作原理
单相桥式逆变电路
当将开关Q1、Q4闭合，Q2、
Q3断开时，电阻上得到左
正右负的电压；
（a）逆变电路图
（b）输出电压波形
图5-1 逆变器的工作原理
电力电子技术——有源逆变电路
其值为
E0 Ud 1.17U2 cos60 0.585U2
非线性特性
图4-10 电流断续时电动势的特性曲线
Goback
❖实际上，当Id减小至某一定值Idmin以后，电流变 为断续，真正的理想空载点远大于此值，因为
此时晶闸管触发导通时的相电压瞬时值为 2U2 。
❖考虑直流等效回路，左侧电源为脉动直流电压
ud波形，最大瞬时值为 2U 2 ，并且由于整流器
件的单向导电性，回路电流Id的方向是固定的，
只有当反电动势EM等于脉动直流电压ud的最大
峰值时，电流才能完全等于零，否则，只要EM
比ud的最大峰值略小一点，就总是存在断断续
续的电流脉冲。因此 2U2 才是实际的理想空载
no Ke
Goback
2. 电流断续时电动机的机械特性 • 由于整流电压是一个脉动的直流电压，当电动
机的负载减小时，平波电抗器中的电感储能减 小，致使电流不再连续，此时电动机的机械特 性也就呈现出非线性。
• 电流断续时电动机机械特性的第一个特点: 当 电流断续时，电动机的理想空载转速抬高。
❖由三相半波电路电流连续时反电动势表达式，
变化很小也可引起很大的转速变化。
❖ 设整流控制角一定，由于轻载时电流断续，各晶闸管 的导通角 120 ，此时ud波形将发生一定的变化，水 平直线E以下的部分作用时间将比电流连续时缩短，负 面积减小，平均面积Ud比电流连续时的计算值升高， 在电流连续的条件下得出的Ud计算公式不再适用。
整流波形
图4-11 考虑电流断续时不同时反电动势的特性曲线
➢整流输出电压ud是脉动的，可分为两部分：直 流分量Ud，和交流分量。交流电流分量的大小 主要取决于直流侧的回路电感，特别是平波电
电力电子技术(第5版)课件：逆变电路
a)
o
Um
O
t
-Um
io
O
t3 t1 t 2
t4
t5 t6
t
ON
V1 V 2
V1 V2
VD1 VD 2 VD 1 VD2 b)
图4-6 单相半桥电压型逆
变电路及其工作波形
■半桥逆变电路
◆在直流侧接有两个相互串联的足够大
的电容，两个电容的联结点便成为直流电 源的中点，负载联接在直流电源中点和两 个桥臂联结点之间。
e) u NNO' u UN
f)
O
2Ud 3
Ud 6
t
Ud 3
t
iU
g)
O
t
id
h)
O
t
图4-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形
4.2.2 三相电压型逆变电路
u UN'
a)
O
Ud
t
u VN'
2
b)
O
t
u WN'
c)
O
t
u UV
Ud
d)
O
t
e) u NNO' u UN
f)
O
2Ud 3
Ud 6
t
Ud 3
逆变电路
4.1 换流方式 4.2 电压型逆变电路 4.3 电流型逆变电路 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路
本章小结
引言
■逆变的概念 ◆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，本章主要讲述无源逆变。
■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 成，后一部分就是逆变。
电力电子技术41逆变
4.1.1 逆变器的基本原理
3. 斩控调制方式
②脉冲频率调制（PFM）：
u
这种控制方式是指调制脉
冲宽度和幅值固定不变，而
o
t
脉冲调制频率可调。基于PFM 控制的逆变器输出波形如图
b)
4-5b所示。PFM控制方式由于
需要很宽的开关频率变化范
围，考虑到输出滤波器设计
的困难，因此在逆变器中一
般较少采用。
显然，采用SPM控制方式时，逆变 器输出方波的幅值即逆变器直流侧 电压（或电流）的幅值恒定。
4.1.1 逆变器的基本原理
1. 方波变换方式
采用SPM变换方式时，由于逆变器输出方波的幅值一定，因此逆 变器直流侧可采用较为简单的不变幅值的直流电源整流输入方 式（如二极管整流电路）。
但是SPM方式由于需要调节方波的导通角，因而需要采用快速功 率元件（如IGBT等）
方波逆变器常采用脉冲幅值调制（PAM）控制 阶梯波逆变器常采用移相叠加或多电平控制 正弦波逆变器则常采用脉冲宽度调制（PWM）控制
3. 按逆变器功率电路结构形式的不同，逆变器可分为半桥逆变器、 全桥逆变器、推挽式逆变器等。
4. 按逆变器功率电路的功率器件的不同，逆变器可分为半控型逆 变器和全控型逆变器。
4.1 概述
许多场合下，电网提供的50Hz工频电源不能满足负载的特殊需 要，要用交直交变频电路进行电能变换。如感应加热，根据加 热工艺和对象的不同，所需感应加热电源的频率范围从几百Hz 到几千Hz。
交流电机为了获得良好的调速特性需要频率可变的电源，这些 电源的核心就是逆变电路。
有些负载虽然也用工频电源供电，但对电源的频率稳定性、波 形畸变等有严格要求，且绝不允许瞬时停电。比如对于计算机 一类的负载，特别是银行、证券公司、医院以及大型计算机中 心的计算机，瞬时的停电会带来严重后果。因此，需要不间断 电源（Uninterruptable Power Supply——UPS），其核心就 是逆变电路。
电力电子技术4章 逆变电路
u WN'
c)
O
u UV
Ud
d)
O
t t
负载相电压
uUN uUN' uNN'
uVN uVN'
uNN'
uWN uWN' uNN '
图4-10电压型三相桥式逆 变电路的电压工作波形
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4.1.2 换流方式分类
换流方式总结：
器 件 换 流 —— 适 用 于 全 控 型 器 件 （ IGBT 、 MOSFET等）。
其余三种方式——针对晶闸管（SCR）。
器件换流和强迫换流——属于自换流（器件、 变流器自身）。
电网换流和负载换流——属于外部换流(电网、 负载电压)。
当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而
Automation
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优缺点：
结构简单，使用器件较少。
输出交流电压的幅值 Um=±Ud/2。 ，且直流侧需 要两个电容器并联，工作时需 要考虑两个电容电压的均衡， 因而仅使用于小功率逆变电路。
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2Ud，比全桥电路高 一倍。 必须有一个变压器 。
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4.2.2 三相电压型逆变电路
三个单相半桥单元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
电力电子技术试题及答案-(1)
电力电子技术试题及答案-(1)1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管_GTR __________ ;可关断晶闸管_GTO _________ ;功率场效应晶体管_MOSFET ____________ ;绝缘栅双极型晶体管IGBT ____________ ; IGBT是MOSFET ________________ 和GTR ―的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高___________________ 和触发脉冲要与品闸管阳极电压同步。
3、多个晶闸管相弁联时必须考虑—均流的问题，解决的方法是一串专用均流电抗器。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波,输出电流波形为方波波。
5、型号为KS100-8的元件表示双向品闸管品闸管、它的额定电压为_800V 伏、额定有效电流为100A 安。
6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而1200导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。
7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会—增加、 ________ 、正反向漏电流会 _下降、________ ;当温度升高时，晶闸管的触发电流会—下降、、正反向漏电流会—增加。
8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间而不流经负载的电流。
环流可在电路中加电抗器来限制。
为了减小环流一般采用控制角5B的工作方式。
9、常用的过电流保护措施有—快速熔断器、—串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。
（写出四种即可）10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为_电压型一型逆变器和—电流型型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用—电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是—1800度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感—滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是_1200_______ 度。
2022秋西南大学[1075]《电力电子技术》作业答案
![2022秋西南大学[1075]《电力电子技术》作业答案](https://img.taocdn.com/s3/m/82b8f32c773231126edb6f1aff00bed5b9f373ca.png)
1、在PWM斩波方式的开关信号形成电路中，比较器反相输入端加三角波信号，同相端加（）。
1. E. 方波信号2.正弦信号3.锯齿波信号4.直流信号2、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )。
1.饱和状态2.不定3.关断状态4.导通状态3、三相桥式全控整流电路，大电感负载，当α＝（）时整流平均电压Ud=0。
1. F. 30度2. 90度3. 120度4. 60度4、可在第一和第四象限工作的变流电路是( )。
1.三相半波可控变流电路2.单相半控桥3.接有续流二极管的单相半波可控变流电路4.接有续流二极管的三相半控桥5、在大电感负载三相全控桥中，当α>60°时，在过了自然换相点之后和下一个晶闸管被触发之前，整流输出电感( )。
1.吸收能量2.释放储能3.既不释放能量也不储能4.以储能为主6、降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V，导通比为3/4，则负载电压U0=( )。
1. 21V2. 12V3. 64V4. 4V7、电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( )。
1.电动机2.电感3.电容4.蓄电池8、单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( )。
1.2.3.4.9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）。
1.减小至5A以下2.减小至维持电流以下3.减小至门极触发电流以下4.减小至擎住电流以下10、对于电阻负载单相交流调压电路，下列说法错误的是（）。
1.以上说法均是错误的2.输出负载电压UO的最大值为U13.α的移项范围为04.输出负载电压与输出负载电流同相11、将直流电能转换为交流电能供给负载的变流器是( )。
1. A/D变换器2.有源逆变器3.无源逆变器4. D/A变换器12、直波斩波电路是一种( )变换电路。
1. DC/DC2. DC/AC3. AC/DC4. AC/AC13、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为( )。
电力电子技术第4章 逆变电路总结
UN'
◆把上面各式相加并整理可求得
U d 2
O u
VN'
t t t
b) u c) u d) u u
O
WN'
1 1 u NN' (uUN' uVN' uWN' ) (uUN uVN uWN ) 3 3
(4-6)
O
UV
U O
NN' UN
d
t
U d 6
设负载为三相对称负载，则有 uUN+uVN+uWN=0，故可得
图4-8 带中心抽头变 压器的逆变电路
◆与全桥电路相比较 ☞比全桥电路少用一半开关器件。 ☞器件承受的电压为2Ud，比全桥 电路高一倍。 ☞必须有一个变压器。
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4.2.2 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。 ■三相桥式逆变电路 ◆基本工作方式是180°导电方式。 ◆同一相（即同一半桥）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。
u
UN'
a)
u b) u c) u d)
O
VN'
U d 2
t t t
O
WN'
O
UV
U O u u
NN' UN
d
t
U d 6
u UV u UN' u VN' u VW u VN' u WN' u WU u WN' u UN'
◆负载各相的相电压分别为
电力电子专业技术复习题整理版
电力电子技术复习题(整理版)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力电子技术复习题一、填空题1、晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是：______极、______极和______极。
2、单相半波可控整流电路中，控制角α的最大移相范围是__________。
3、对于同一个晶闸管，其维持电流I H _______擎住电流I L （数值大小关系）。
4、在GTR 和IGBT 两种自关断器件中，属于电压驱动的器件是_____，属于电流驱动的器件是___。
5、在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控整流电路可获得__________的输出电压。
6、为了使电力晶体管安全、可靠地运行，驱动电路和主电路应该实行_________。
7、把交流电能转换成直流电能称整流，把一种直流电能转换成另一种直流电能称_________，而把直流电能转换成交流电能称_________。
8、可关断晶闸管（GTO ）的电流关断增益βoff 的定义式为βoff =___________，其值越______越好。
9、单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=___________。
10、将直流电能转换为交流电能，并把交流电能直接提供给交流用电负载的逆变电路称为___________逆变器。
11、对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是 过高，二是_______________。
12、晶闸管一旦导通，门极就失去了控制作用，故晶闸管为 器件。
能保持晶闸管导通的最小电流称为 。
13、电压型单相桥式逆变电路中，与开关管反并联的二极管起着___________和防止开关器件承受反压的作用。
14、电力电子电路中为了实现主电路与控制电路的隔离，常采用的隔离方法有_________隔离和_________隔离。
电力电子技术试卷及答案
电⼒电⼦技术试卷及答案电⼒电⼦技术复习2012⼀、选择题（每⼩题10分,共20分）1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 A度。
A、180°，B、60°， c、360°， D、120°2、α为C度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。
A，0度， B，60度， C，30度， D，120度，3、晶闸管触发电路中，若改变 B 的⼤⼩，则输出脉冲产⽣相位移动，达到移相控制的⽬的。
A、同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变⽐。
4、可实现有源逆变的电路为A。
A、三相半波可控整流电路，B、三相半控桥整流桥电路，C、单相全控桥接续流⼆极管电路，D、单相半控桥整流电路。
5、在⼀般可逆电路中，最⼩逆变⾓βmin选在下⾯那⼀种范围合理A。
A、30o-35o，B、10o-15o，C、0o-10o，D、0o。
6、在下⾯⼏种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪⼏种BCD。
A、三相半波可控整流电路。
B、三相半控整流桥电路。
C、单相全控桥接续流⼆极管电路。
D、单相半控桥整流电路。
7、在有源逆变电路中，逆变⾓的移相范围应选B为最好。
A、=90o∽180o，B、=35o∽90o，C、=0o∽90o，8、晶闸管整流装置在换相时刻（例如：从U相换到V相时）的输出电压等于 C。
A、U相换相时刻电压uU ， B、V相换相时刻电压uV，C、等于uU +uV的⼀半即：9、三相全控整流桥电路，如采⽤双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪⼀种双窄脉冲间距相隔⾓度符合要求。
请选择B。
=0，改变C的⼤⼩，可使直流电10、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，使触发⾓α=90o。
达到调定移相控制范围，实现整流、动机负载电压Ud逆变的控制要求。
B、同步电压， B、控制电压，C、偏移调正电压。
11、下⾯哪种功能不属于变流的功能（C）A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波12、三相半波可控整流电路的⾃然换相点是( B )A、交流相电压的过零点；B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；C、⽐三相不控整流电路的⾃然换相点超前30°；D、⽐三相不控整流电路的⾃然换相点滞后60°。
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➢ 显然，采用PAM控制方式时，其方波的导
通角恒定（180°方波或120°方波）。
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11
电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
➢ 图 （ 关断V4-D2时a4）中，导输，通变出当而电换功V压方率T为2管式（正V呢V的TD？1方2（）波V和电DV1压）T3；（和当VVD功T34）
率 管 VT2 （ VD2 ） 和 VT3 （ VD3 ） 导 通 而 V电T压1（为V负D的1）方和波V电T4压（。VD4）关断时，输出
➢ 单相全桥电路的输出波形如图4-2b所示， 显然，输出的正、负方波电压幅值相等
➢ 除了工业应用之外，逆变器在空调、冰箱等家用电器中也有广 泛应用。
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4
电力电子技术
4.1 概述
➢ UPS基本工作原理
➢ 市电正常时，由市电供电，市电经整流器整流为直流，再 逆变为50Hz恒频恒压的交流电向负载供电。同时，整流 器输出给蓄电池充电，保证蓄电池的电量充足。
➢ 此时负载可得到高质量的交流电压，具有稳压、稳频性能， 也称为稳压稳频电源。
流通特性
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8
电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
Ld
Sa
Id
Sb
逆变器的原理拓扑
➢ 图4-1b所示电流型逆变器直流侧采用 足够容量的电感滤波，因此直流侧电 流基本不变
➢ 逆变器的输出电流为幅值与直流电流
幅值相等的方波电流，其输出电压波
负载
形取决于负载对方波电流的响应
➢ 若考虑到直流电流的单向性以及负载 的无功缓冲，则图4-1b中的开关管必 须具有电流反相阻断的能力，考虑到 常规功率管弱的反向阻断特性，为此 可采用单向功率管顺向串联二极管的 组合来实现开关管的反相电流阻断特 性。
6. 空间矢量PWM控制的基本问题——原理、矢量分布、矢量合成。
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6
电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
ud
Cd
+ -
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
➢ 如何完成直流－交流这一变 换呢？
➢ 考虑采用开关切换的方式将 直流量变换成交流量
➢ 完成直流电压变换的逆变器 称为电压型逆变器
➢ 完成直流电流变换的逆变器 则称为电流型逆变器。
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3
电力电子技术
4.1 概述
➢ 许多场合下，电网提供的50Hz工频电源不能满足负载的特殊需 要，要用交直交变频电路进行电能变换。如感应加热，根据加 热工艺和对象的不同，所需感应加热电源的频率范围从几百Hz 到几千Hz。
➢ 交流电机为了获得良好的调速特性需要频率可变的电源，这波变换方式是实现DC-AC最简单的变换 方式，一般而言，方波变换时逆变器的交 流输出有两种基本调制方式：脉冲幅值调 制（PAM－Pluse Amplitude Modulation） 和单脉冲调制（SPM－Single Pluse Modulation）。
➢ 脉冲幅值调制（PAM）是指：逆变器的输 出频率可由180°方波（如图4-3a所示）或 120°方波（如图4-3b所示）的周期来控制 （如图4-3c所示），而逆变器输出基波的 幅值则由输出方波的幅值即逆变器直流侧 电压（或电流）的幅值来控制，如图4-3d 所示。
电力电子技术
Power Electronics
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1
电力电子技术 第4章 DC－AC变换器
基本内容
1 概述 2 电压型逆变器（VSI） 3 空间矢量PWM控制
4 电流型逆变器
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2
电力电子技术
4.1 概述
➢ DC-AC变换器是指能将一定幅值的直流输入电压（或电流） 变换成一定幅值、一定频率的交流输出电压（或电流）， 并向无源负载（如电机、电炉、或其它用电器等）供电的 电力电子装置。
➢ 图4-1a所示电压型逆变器直
流侧采用足够容量的电容滤
波，因此直流侧电压基本不
变 编辑ppt
7
电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
ud
Cd
+ -
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
➢ 逆变器的输出电压为幅值 与直流电压幅值相等的方 波电压，其输出电流波形 取决于负载对方波电压的
响应
➢ 若考虑到负载的无功缓冲， 则 图 4-1a 中 的 开 关 管 必 须 具有电流双向流通的能力， 为此可采用单向功率管反 向并联续流二极管的组合 来实现开关管的电流双向
整流器
逆变器
市电
负载
蓄
电
池
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5
电力电子技术
4.1 概述
➢ 重点学习内容:
1. 逆变器的电路结构、分类及主要性能指标。
2. 逆变器的三种基本变换方式——方波变换、阶梯波变换、正弦波 变换。
3. 方波逆变器的基本电路及其特点。
4. 阶梯波逆变器的基本电路及其特点。
5. 正弦波逆变器及其SPWM控制。
➢ 若使输出的正、负方波电压宽度相等，则 输出电压的正、负半周的面积相等，从而 实现了直流电压到交流电压的变换，这就 是实现逆变器的基本思路。
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10
电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
VT1 VD1 VT3 VD3
ud
uo
VT2 VD2 VT4 VD4
a)逆变器原理电路
a)
b)
c)
d)
➢ 有些负载虽然也用工频电源供电，但对电源的频率稳定性、波 形畸变等有严格要求，且绝不允许瞬时停电。比如对于计算机 一类的负载，特别是银行、证券公司、医院以及大型计算机中 心的计算机，瞬时的停电会带来严重后果。因此，需要不间断 电源（Uninterruptable Power Supply——UPS），其核心就是逆 变电路。
➢ DC-AC 变 换 器 又 称 为 无 源 逆 变 电 路 ， 常 简 称 作 逆 变 器 （Inverter）。
➢ 能把一定幅值的直流输入电压（或电流）变换成一定幅值、 一定频率的交流输出电压（或电流），并向电网供电的电 力电子装置称为有源逆变电路,习惯作为整流器电路的馈能 运行来讨论
➢ 本章将只讨论无源逆变电路——逆变器。
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电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
VT1 VD1 VT3 VD3
ud
uo
VT2 VD2 VT4 VD4
a)逆变器原理电路
uo
ud VT1 VT4
VD1 VD4
VT2 VT3 t VD2 VD3 ui
b)输出波形
➢实以 理现电图D路4C-2-来aA所讨C示论变的逆换单变功器相能的电的基压本型逆原全变理桥器。逆有变那器些原