无源逆变电路汇总
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图4.3.1 电压型半桥逆变 电路及其电压电流波形
缓 冲 电 感 反 馈 的 无 功 能 量
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
输出电压有效值为:
1 UO TS
TS / 2
0
U Ud dt d 2 2
2
(4.3.1)
由傅里叶分析，输出电压瞬 时值为:
2U d uo sinnt n 1, 3 , 5 , n
4.1.2
逆变电路的分类
（3）、根据换流方式分类 ① 负载换流型逆变电路； ② 脉冲换流型逆变电路； ③ 自换流型逆变电路。 （4）、根据负载特点分类 ① 非谐振式逆变电路 ② 谐振式逆变电路
4.1.3
逆变电路用途
逆变器的用途十分广泛：
• 1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交 流电动机调速。 2、可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为 不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等 辅助电源也要用CVCF电源。 3、可以做成感应加热电源，例如中频电源， 高频电源等。
HF
n
U1
(4.1.1)
式中n=1、2、3…，表示谐波次数，n=1时为基波。
（2）总谐波系数THD（Total Harmonic Distrotion ） 总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。 THD定义为
1 THD U1
n 2 , 3.4
Un
2
(4.1.2)
（3）逆变效率 （4）单位重量的输出功率:衡量逆变器输出功率密度的指标。 （5）电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）
4.1.2
逆变电路的分类
（1）、根据输入直流电源特点分类 ① 电压型：电压型逆变器的输人端并接有大电容，输入 直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。 ② 电流型：电流型逆变器的输入端串接有大电感，输入 直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交 流电流输出。 （2）、根据电路的结构特点分类 ① ② ③ ④ 半桥式逆变电路； 全桥式逆变电路； 推换式逆变电路； 其他形式：如单管晶体管逆变电路。
第4 章:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.3.1
电压型单相半桥逆变电路
电压型逆变电路半桥逆变 电路结构及波形：
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:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.1
逆变器的性能指标与分类
1、有源逆变:
1）定义：如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直 流电逆变成同频率的交流电反送到电网去， 2）应用：它用于直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的 串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。
(4.3.2)
2f s 为输出电压角频率。 其中，
当 n=1时其基波分量的有效 值为:
U O1 2U d 0.45U d 2
(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
1、电压型逆变电路半桥逆变电路 工作原理：
在一个周期内，电力晶体管T1和T2的基极 信号各有半周正偏，半周反偏，且互补。 若负载为阻感负载，设t2时刻以前，T1有驱 动信号导通，T2截止，则 u0=Ud/2。 t2时刻关断的T1，同时给T2发出导通信号。 由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向， 于是D2导通续流，u0=－Ud /2 。 t3时刻i。降至零，D2截止，T2导通，i。开 始反向增大，此时仍然有u0=－Ud /2 。 在t4时刻关断T2，同时给T1发出导通信号， 由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向， D1先导通续流，此时仍然有u0=Ud /2 ； t5时刻 i。降至零， T1导通，u0=Ud /2 ；
2、无源逆变：
1）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到 负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交
流电供给负载，
2）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源 等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
4.1.1
逆变器的性能指标
（1）谐波系数HF（Harmonic Factor） 谐波系数HF定义为谐波分量有效值同基波分量有致 值之比，即 U
第4 章:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.2.2
逆Βιβλιοθήκη Baidu电路的工作原理
1、主要功能: 将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。 2、工作原理： Ud为输入直流电压，R为逆变器的 输出负载。 当开关 T1、T4 闭合， T2、T3 断开时， 逆变器输出电压u0=Ud； 当开关 T1、T4 断开， T2、T3 闭合时， 输出电压 u0=－Ud ; 当以频率 fS 交替切换开关 T1、T4 和 T2、T3 时 ， 则 在 电 阻 R 上 获 得 如 图 4.2.4(b) 所示的交变电压波形，其周 期 Ts=1/fS，这样，就将直流电压 E 变 图4.2.1 单相桥式逆变 成了交流电压uo。uo含有各次谐波， 电路工作原理 如果想得到正弦波电压，则可通过滤 波器滤波获得。 图4.2.1(a)中主电路开关T1~T4，它实际是各种半导体开关器件的 一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关 断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管 （MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。
缓 冲 电 感 反 馈 的 无 功 能 量
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
输出电压有效值为:
1 UO TS
TS / 2
0
U Ud dt d 2 2
2
(4.3.1)
由傅里叶分析，输出电压瞬 时值为:
2U d uo sinnt n 1, 3 , 5 , n
4.1.2
逆变电路的分类
（3）、根据换流方式分类 ① 负载换流型逆变电路； ② 脉冲换流型逆变电路； ③ 自换流型逆变电路。 （4）、根据负载特点分类 ① 非谐振式逆变电路 ② 谐振式逆变电路
4.1.3
逆变电路用途
逆变器的用途十分广泛：
• 1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交 流电动机调速。 2、可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为 不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等 辅助电源也要用CVCF电源。 3、可以做成感应加热电源，例如中频电源， 高频电源等。
HF
n
U1
(4.1.1)
式中n=1、2、3…，表示谐波次数，n=1时为基波。
（2）总谐波系数THD（Total Harmonic Distrotion ） 总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。 THD定义为
1 THD U1
n 2 , 3.4
Un
2
(4.1.2)
（3）逆变效率 （4）单位重量的输出功率:衡量逆变器输出功率密度的指标。 （5）电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）
4.1.2
逆变电路的分类
（1）、根据输入直流电源特点分类 ① 电压型：电压型逆变器的输人端并接有大电容，输入 直流电源为恒压源，逆变器将直流电压变换成交流电压。 ② 电流型：电流型逆变器的输入端串接有大电感，输入 直流电源为恒流源，逆变器将输入的直流电流变换为交 流电流输出。 （2）、根据电路的结构特点分类 ① ② ③ ④ 半桥式逆变电路； 全桥式逆变电路； 推换式逆变电路； 其他形式：如单管晶体管逆变电路。
第4 章:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.3.1
电压型单相半桥逆变电路
电压型逆变电路半桥逆变 电路结构及波形：
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:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.1
逆变器的性能指标与分类
1、有源逆变:
1）定义：如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直 流电逆变成同频率的交流电反送到电网去， 2）应用：它用于直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的 串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。
(4.3.2)
2f s 为输出电压角频率。 其中，
当 n=1时其基波分量的有效 值为:
U O1 2U d 0.45U d 2
(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
1、电压型逆变电路半桥逆变电路 工作原理：
在一个周期内，电力晶体管T1和T2的基极 信号各有半周正偏，半周反偏，且互补。 若负载为阻感负载，设t2时刻以前，T1有驱 动信号导通，T2截止，则 u0=Ud/2。 t2时刻关断的T1，同时给T2发出导通信号。 由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向， 于是D2导通续流，u0=－Ud /2 。 t3时刻i。降至零，D2截止，T2导通，i。开 始反向增大，此时仍然有u0=－Ud /2 。 在t4时刻关断T2，同时给T1发出导通信号， 由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向， D1先导通续流，此时仍然有u0=Ud /2 ； t5时刻 i。降至零， T1导通，u0=Ud /2 ；
2、无源逆变：
1）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到 负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交
流电供给负载，
2）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源 等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
4.1.1
逆变器的性能指标
（1）谐波系数HF（Harmonic Factor） 谐波系数HF定义为谐波分量有效值同基波分量有致 值之比，即 U
第4 章:
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
无源逆变电路
逆变器的性能指标与分类 逆变电路的工作原理 电压型逆变电路 电流型逆变电路 逆变器的SPWM控制技术 负载换流式逆变电路
4.2.2
逆Βιβλιοθήκη Baidu电路的工作原理
1、主要功能: 将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。 2、工作原理： Ud为输入直流电压，R为逆变器的 输出负载。 当开关 T1、T4 闭合， T2、T3 断开时， 逆变器输出电压u0=Ud； 当开关 T1、T4 断开， T2、T3 闭合时， 输出电压 u0=－Ud ; 当以频率 fS 交替切换开关 T1、T4 和 T2、T3 时 ， 则 在 电 阻 R 上 获 得 如 图 4.2.4(b) 所示的交变电压波形，其周 期 Ts=1/fS，这样，就将直流电压 E 变 图4.2.1 单相桥式逆变 成了交流电压uo。uo含有各次谐波， 电路工作原理 如果想得到正弦波电压，则可通过滤 波器滤波获得。 图4.2.1(a)中主电路开关T1~T4，它实际是各种半导体开关器件的 一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关 断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管 （MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。