无源逆变电路汇总
电力电子技术课件 第5章 无源逆变电路
可实现自动化控制
Za＝Zb＝Zc
180º 导电 型三 相桥 式逆 变电 路各 阶段 等效 电路 及相 电压 和线 电压
5.2电压型逆变电路
5.2电压型逆变电路
❖电压型逆变电路的特点
▪( 1)直流侧接有大电容，相当于电压源，直流电压基本无脉动，直 流回路呈现低阻抗。 ▪(2)由于直流电压源的箝位作用，交流侧电压波形为矩形波，与负 载阻抗角无关，而交流侧电流波形和相位因负载阻抗角的不同而异， 其波形接近三角波或接近正弦波。 ▪(3)当交流侧为电感性负载时需提供无功功率，直流侧电容起缓冲 无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈能量提供通道，各逆 变臂都并联了续流二极管。 ▪(4)逆变电路从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的，因直流电压 无脉动，故功率的脉动是由直流电流的脉动来体现的。 ▪(5)当逆变电路用于交-直-交变频器且负载为电动机时，如果电动 机工作在再生制动状态，就必须向交流电源反馈能量。因直流侧电 压方向不能改变，所以只能靠改变直流电流的方向来实现，这就需 要给交-直整流桥再反并联一套逆变桥，或在整流侧采用四象限脉 冲变流器。
5.1无源逆变电路的工作原理
(2)根据电路的结构特点分类 ①半桥式逆变电路； ②全桥式逆变电路； ③推换式逆变电路； ④其他形式：如单管晶体管逆变电路。 (3)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
5.2电压型逆变电路
按照直流侧电源性质，逆变电路可分为电压型逆 变电路和电流型逆变电路两类，直流侧电源是电 压源的逆变电路称为电压型逆变电路，而直流侧 电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。
3．中频电流、电压和输出功率的计算 中频负载电流io为交变矩形波，用傅氏级数展开得
io
4Id
s in t
单相全桥无源逆变电路
无源逆变器的应用： 无源逆变器的应用 目前几乎所有的电力电子变换电路都包含有无源逆变电 路，是电力电子技术中的最核心部分。 1. 变频调速（交流电机驱动） 2. 感应加热 3. 隔离型开关电源 4. 高频直流焊机 5. 脉冲电源 6. 节能照明
4.2 无源逆变器的分类
电压型和电流型逆变器 单相和三相 半桥、全桥、推挽式 换流方式： 换流方式：在电力电子变换电路中，电流从一 个支路向另一个支路转移的过程称为换流。 1. 器件换流（全控型器件）； 2. 电网换流（有源逆变，晶闸管构成的AC－AC）； 3. 负载换流（谐振电路－－串联谐振和并联谐振）； 4. 强迫换流（半控器件＋辅助换流电路）。
调节不方便、谐波含量大，开关器件损耗小。 应用较少。
2. 脉冲移相（单脉冲方波逆变器）
调节方便、谐波含量大，开关器件损耗小。 应用较多。
3. PWM（pulse width modulation）调制
调节方便、谐波含量小，开关器件损耗较大。 应用领域最广泛（整流，逆变，直流变换，APF等）
逆变器输出频率的调节 改变逆变器开关器件的触发频率。
电压型单相全桥无源逆变电路
课件4
4.1 无源逆变电路
无源逆变电路： 无源逆变电路： 将直流电转换为频率、幅值可调的交流电，并直接供 给负载的逆变电路。 有源逆变电路： 有源逆变电路： 将直流电转换为交流电并馈送到交流电网的逆变电路。 区别和联系： 区别和联系：
1. 二者都是DC-AC电路； 2. 有源逆变电路的输出和电网的交流电有直接关系，即逆变器 的输出和电网电压同频同相；无源逆变的输出直接联接负载，和电 网电压无关。
4.3 电压型单相全桥无源逆变电路
电路结构
图1 电压型单相全桥无源逆变电路
06第4章 无源逆变电路
V1
C
逆导型器件
VD1
Ud
U d 2
i0
C
R
L
u0
V2
VD 2
请注意：半桥逆变电路是组 请注意：半桥逆变电路是组 成其它逆变电路的基本单元
11
分析中需特别注意VD的作用。 分析中需特别注意 的作用。 的作用
4.2.1 单相半桥型逆变电路
（2）工作原理 ）
t1<t<t2：V1通而V2断，i0>0 。 t = t2：V1断而V2“虚”通； 即V2两端电压虽然为零，但是其 中没有通过电流。
Ud
U d 2 U d 2
V1
C
VD1
i0
C
R
L
u0
V2
VD 2
uo i o
Ud 2
t t1 t2 t3 t4 t5 t6
15
4.2.2 单相全桥型逆变电路
（1）工作原理 ）
V1
VD1
V3
VD 3
V1和V4与V2和V3交替导 通，二者互补，两两导通角为 180°。 当输出电流为正时，由 VD2与VD3续流，电流通路为： L → VD3 → C → VD2 → R。 当输出电流为负时，由 VD1与VD4续流，电流通路为： R → VD1 → C → VD4 → L 。
t1 t2 t3 t4 t5 t6
Ud 2
t
12
4.2.1 单相半桥型逆变电路
（2）工作原理 ）
t = t4：V2断而V1“虚”通；即 U V1两端电压虽然为零，但是其中 没有通过电流。
d
U d 2
V1
C
VD1
i0
C
R
L
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用于将直流电转换成交流电的电路。
在没有任何主动元件的控制下，通过合适的电路设计可以实现直流到交流的转换。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算。
一、IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率开关元件，同时结合了MOSFET和BJT的优点，具有低开关损耗、高开关速度等特点。
单相桥式无源逆变电路是由四个IGBT和四个二极管组成的桥式整流电路，它可以将直流电源的电压转换成交流电，供给交流电动机等负载使用。
桥式无源逆变电路的工作原理是通过控制IGBT的导通和关断时间来生成脉冲调制信号，进而控制IGBT的输出电压波形。
通过合理的波形控制，可以实现直流到交流的转换。
二、IGBT单相桥式无源逆变电路的电路组成1.IGBT模块：IGBT模块由四个IGBT和四个二极管组成，承担了整流和逆变的功能。
2.LC滤波网络：LC滤波网络由电感器和电容器组成，用于平滑逆变后的脉冲信号，使其更接近于纯正弦波。
3.电源：电源为IGBT单相桥式无源逆变电路提供直流信号，可以采用整流桥或直流电源等形式。
4.纯电阻负载：纯电阻负载是指无感性和无容性的负载，用于测试和验证逆变电路的输出波形。
三、IGBT单相桥式无源逆变电路参数的计算1.IGBT参数的计算：IGBT的参数包括额定电压、额定电流、功率损耗等。
根据所需的载波频率、输入电压和输出功率等参数进行计算。
2.LC滤波网络参数的计算：根据所需的输出频率和负载电流等参数，计算出电感器和电容器的数值。
3.电源参数的计算：根据所需的输入电压、输出功率和效率等参数，选择合适的电源。
四、总结IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电路，用于将直流电转换成交流电供给负载使用。
本文介绍了该电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算方法。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计资料
IGBT单相桥式无源逆变电路设计资料1.设计原理2.工作过程当输入电压正半周时，IGBT1和IGBT3导通，IGBT2和IGBT4截至，使得直流电源电压施加在纯电阻负载上，电流从A点流向B点。
当输入电压负半周时，IGBT2和IGBT4导通，IGBT1和IGBT3截至，电流从B点流向A点。
通过周期性地控制IGBT管的导通和截至，可以实现对输入电压的逆变转换。
3.性能分析在纯电阻负载情况下，IGBT单相桥式无源逆变电路具有以下特点：1)输出电压波形基本近似正弦波，谐波含量较低，可以满足很多电器设备对电源质量的要求。
2)输出电压最大值等于输入电压的峰值，输出电压最小值为0，可以满足正负半周的电压需求。
3)输出电压频率与输入电压频率相同，可以匹配大多数电器设备的工作频率。
4)可以通过改变IGBT管的导通时间和导通频率来调节输出电压的大小和频率。
5)由于使用了无源逆变，电路效率较高，损耗较小。
4.应用领域1)智能电网中的逆变器装置，用于将电网交流电转换为直流电，以供给电动汽车等设备使用。
2)变频空调、变频电机等设备的电源模块，用于将输入电源转换为合适的频率和电压，以满足设备的工作要求。
3)太阳能光伏逆变器，将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，以供给电网使用或给其他设备充电。
4)离网系统中的逆变器，用于将微型风力发电机或小型水力发电机产生的直流电转换为交流电，以供给独立的电力系统使用。
总结：IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电力转换器，适用于各种领域的电源转换应用。
在纯电阻负载情况下，该电路具有输出电压近似正弦波、频率可调、效率高等特点，因此被广泛应用于智能电网、变频设备、太阳能光伏逆变器和离网系统等领域。
《无源逆变电路》课件
无源逆变电路可用于电动汽车充电桩 中，将直流电能转换为交流电能，为 电动汽车充电提供方便。
无源逆变电路的重要性
提高能源利用效率
无源逆变电路能够实现电能的双向转换，提高能源的利用效率， 降低能源浪费。
促进可再生能源利用
无源逆变电路在分布式电源系统中的应用，能够促进可再生能源的 利用，减少对传统能源的依赖。
电流型无源逆变电路
总结词
通过电感或电容储能，利用半导体开关器件进行高速的导通和关断，将直流电能 转换为交流电能。
详细描述
电流型无源逆变电路采用电感或电容作为储能元件，通过半导体开关器件的高速 导通和关断，将直流电能转换为交流电能。其输出电流为矩形波，输出电压为正 弦波。
不同种类无源逆变电路的比较
统的可靠性和稳定性。
选用高质量器件
02
选用高质量的器件，如高品质的电容、电感等，提高系统的可
靠性和稳定性。
加强可靠性设计
03
采用冗余设计、容错设计等可靠性设计方法，提高系统的可靠
性和稳定性。
06
无源逆变电路的发展趋势与展望
高效能与低成本的发展趋势
高效能
随着电力电子技术的不断进步，无源逆 变电路的高效能发展趋势日益明显。通 过优化电路设计、采用先进的控制算法 等手段，不断提高无源逆变电路的能量 转换效率和电能质量，以满足各种应用 场景的需求。
复杂。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的无源逆变电路类型。
03
无源逆变电路的工作过程
电压型无源逆变电路工作过程
01
02
03
04
输入直流电压通过升压斩波电 路提高电压幅值。
提高后的直流电压作为逆变电 路的输入，经过全控开关器件
MOSFET单相全桥无源逆变电路
电力电子技术课程设计说明书MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：王翠职称副教授专业：自动化班级：自本1004班完成时间：2013-5-24本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及MOSFET 的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用MOSFET作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为频率为1KHZ的方波电压，并将它加到纯电阻负载两端。
本次课程设计的原理图仿真是基于MATLZB的SIMULINK，由于MATLAB软件中电源等器件均为理想器件，使得仿真电路相对较为简便，不影响结果输出。
设计主要是对电阻负载输出电流、电压与器件MOSFET输出电压的波形仿真。
关键词：单相；全桥；无源；逆变；MOSFET;1 MOSFET的介绍及工作原理 (4)2 电压型无源逆变电路的特点及主要类型 (5)2.1电压型与电流型的区别 (5)2.2逆变电路的分类 (5)2.3有源与无源的区别 (5)3 电压型无源逆变电路原理分析 (6)4 主电路设计及参数选择 (7)4.1主电路仿真图 (7)4.2参数计算 (7)4.3参数设置 (8)5 仿真电路结果与分析 (11)5.1触发电平的波形图 (11)5.2电阻负载输出波形图 (12)5.3器件MOSFET的输出波形图 (12)5.4仿真波形分析 (14)6 总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 MOSFET的介绍及工作原理MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor 场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS 型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。
IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计
IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计无源逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。
在无源逆变器中，使用单相电压型全桥拓扑结构，其中IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，具有高电压和高电流开关特性。
本文将详细设计IGBT单相电压型全桥无源逆变电路。
设计要求：1. 输入电压：直流电压为Vin。
2. 输出电压：交流电压为Vout，频率为f。
3.负载：纯电阻性负载。
电路原理：1. 在每个IGBT导通期间的2/3时间内，两个IGBT之一导通，直流电压Vin流过负载。
2.在导通的另外1/3时间内，两个IGBT同时导通，负载两端电压降为零。
电路结构：1.两个开关电路串联：IGBT1和IGBT4、IGBT3和IGBT22.两个共享电压元件：一个直流电源和一个电感。
电路设计：1.选择IGBT：根据输入电压和负载电流选择IGBT，确保IGBT的电流和电压额定值工作在安全范围内。
2.选择电感：根据电压和电流需求选取合适的电感，它能平滑电路的工作并提供稳定的电流输出。
3.选择电容：选取合适的电容来平滑输出电压。
4.选择二极管：选择合适的二极管防止反向电流损坏电路。
参数计算：1. 选择输入电压Vin。
2. 根据输出电压Vout和负载电流计算负载电阻Rload。
3. 根据输出电压Vout和负载电流计算功率P。
4.根据频率f和功率P计算电感L和电容C的值。
原理图设计：根据电路设计和参数计算结果，绘制原理图。
确保各个组件的连接正确并保证整个电路的工作稳定。
电路实现：将电路原理图转换为实际的电路板。
在实际实施中，要注意电路的布局合理性、组件之间的联接可靠性，以确保电路能够正常工作。
性能测试：测试电路的性能，包括输出电压和电流的波形、频率和效率。
如果有必要，可以进行调整和改进。
总结：。
无源逆变电路
5.3.3 三相电压型逆变电路
注意：为防止同一相上下桥臂开关器件同时导通而 引起直流侧电源短路，通常采取“先断后通”的方法。 即在器件关断后留一定裕量，也称为死区时间，然后 再给出应导通的器件的开通信号。
电压型逆变电路 特点
•直流侧为电压源或并联 大电容，直流侧电压基 本无脉动。 •输出电压为矩形波，输 出电流因负载阻抗不同 而不同。 •阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧 反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二 极管。因为输出电压极性不可改变，交流侧要向直 流侧反馈无功，只能通过改变电流的方向实现，所 以需并联反馈二极管以提供反向电流通路。
5.4.2 三相电流型逆变电路
电路分析 基本工作方式是120°导 电方式－每个臂一周期内导电 120°，VT1-VT6每隔60度一次 触发导通。因此，任一时刻上 下桥臂组各有一个臂导通，换 O i 流方式为横向换流。 O 在负载端并联三相电容，为负 i 载电感中的电流提供流通路径， O 以吸收电感中存储的能量 u
5.1.1 有源逆变电路
1 单相双半波有源逆变电路
1、电路结构
VT1
u2 u2
VT2
id
+ L ud 电能 +
E R
VT1
u2 u2
M
VT2
id
ud
L
E
R
电能 +
-
-
M +
u2
0
图3-1
t
u2
0
t
ug
0
ug
t
Ud
E
ud
0
ud
0
t
0
t
Ud E
t
无源逆变
U AO
– 线电压有效值
U AB 4 2 (U d ) 0.816 U d 2 3
北方交通大学电气工程系 6-17
May 1, 2000
无源逆变 • 120 导通型三相逆变器的输出波形 相电压波形 线电压波形
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-18
无源逆变 • 180 导通方式和 120 导通方式的比较：
无源逆变 • 感性负载情况 – 负载电流滞后角 小于60 （a）A相电压波形
（b）A相电流波形
（c）T1的电流波形
（d）D4的电流波形
（e）直流输入电流
May 1, 2000 北方交通大学电气工程系 6-20
无源逆变 • 感性负载情况（续） – 负载电流滞后角 大于60
May 1, 2000
– 基波电流有效值为
6 I A(1) I d 0.78I d – 相电流的有效值为
1 2 IA I d 4 0.816I d 2 3
May 1, 2000 北方交通大学电气工程系 6-50
无源逆变 • SCR电流型逆变器的原理和换流过程 – 主电路
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
1
无源逆变 • 串联谐振式晶闸管逆变器
– T > 2T0 工况
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-38
无源逆变 • 串联谐振式晶闸管逆变器（续） T = 2T0 工况 T < 2T0 工况
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-39
无源逆变 • 全控型器件构成的谐振型逆变器
– 线电流
i AB 2 1 1 1 I d (sin s t sin 5 s t sin 7 s t sin 11 s t ...) 5 7 11
第六章：无源逆变02
iZ
iZm =
1 8
VD f0 L
T1、T2轮流导通，使直流
交流
改变T1、T2的切换频率，பைடு நூலகம்可改变 输出交流电的频率。
O D1 T1 iZ R-L
D2 T2
iZm (d)电感负载电流波形
O D1
T1
D2 T2
(e)R-L负载电流波形
图6.1 单相半桥逆变电路及电压电流波形
一、单相半桥逆变电路（续）
➢ 应用场合：常用于几KW以下的小功率逆变电源。
3、单相推挽式逆变电路
➢ 所用器件比全桥电路少一半，但器件承受的电压比 全桥电路高出一倍，而且必须有变压器，低频使用 受限制。
本章内容
6.1 无源逆变电路的原理
6 . 3 三相逆变器工作原理
6.4 PWM技术 6.5 其它PWM控制方法 6.6 多重化技术 6.7 三电平逆变器的原理
3、基本关系
➢ 输出电压有效值 ➢ 输出电压表达式
➢ 基波电压有效值
➢ 电感负载电流峰值
U an
2 To
U2
To / 2 d
0
4
1/ 2 dt
Ud 2
uan
n1,3,5
2Ud n
sin nt
U1
2Ud
2
0.45Ud
iom Ud / 8 f0L
➢ R-L负载电流基波 分量
io1(t)
2U1 • sin(t 1) R2 (L)2
逆变器的基本类型
• 按电路结构分类
➢ 桥式 ➢ 零式
• 按输出相数分类
➢ 单相 ➢ 多相
• 按器件分类
➢ 半控型 ➢ 全控型
• 按调制方法分类
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，常用于交流电机驱动、太阳能逆变器等应用中。
MOSFET单相桥式无源逆变电路是其中一种常见的设计方案，下面将详细介绍其设计原理和步骤。
设计原理：MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET管组成，分别为Q1、Q2、Q3和Q4、其中，Q1和Q4为上管，Q2和Q3为下管。
通过控制MOSFET管的导通和关断，实现直流电源的正负半周期切换，从而产生交流电源输出。
设计步骤：1.电源选择：根据实际需求选择适当的直流电源作为输入电源。
通常情况下，选择稳定的直流电源，如电池或直流电源供应器。
2.选择MOSFET管：根据设计要求，选择适当的MOSFET管。
关键参数包括最大电流、最大电压、开关速度等。
确保所选的MOSFET管能够满足设计需求。
3.电路连接：按照桥式无源逆变电路的连接方式，将四个MOSFET管连接成桥式电路。
其中，Q1和Q4的源极连接到正极，Q2和Q3的源极连接到负极。
同时，将输入电源连接到Q1和Q3的栅极，Q2和Q4的栅极通过适当的驱动电路控制。
4.控制信号生成：通过控制Q1和Q3的栅极驱动电路，生成交替的高低电平信号，控制其导通和关断。
具体的控制信号生成方式可以采用计算机控制、单片机控制或者专用的驱动芯片。
5.输出滤波：由于无源逆变电路输出的是一个脉冲信号，需要通过滤波电路将其转变为平滑的交流电源输出。
常用的滤波电路包括LC滤波电路、RC滤波电路等。
6.保护措施：为了保护MOSFET管和其他电路元件，可以采取一些保护措施，如过流保护、过压保护、温度保护等。
7.参数调整：在实际应用中，根据具体的负载要求和输出电流电压等参数，对无源逆变电路进行调整和优化。
可以通过改变MOSFET管的参数、调整滤波电路等方式来实现。
总结：MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常见的无源逆变电路设计方案。
通过控制MOSFET管的导通和关断，将直流电能转换为交流电能。
第5章 无源逆变电路
• 二、串联谐振式逆变电路 • 1.电路组成 • 在逆变电路的直流侧并联一个大电容C，用电容储能来缓冲电 源和负载之间的无功功率传输。从直流输出端看，电源因并联大 电容，其等效阻抗变得很小，大电容又使电源电压Ud稳定，从而 使逆变电路输出电压接近双极性矩形波，这种逆变电路又被称为 电压型逆变电路。 • 图5一11给出了串联谐振式逆变电路的主电路，主要用于淬火、 热加工等场合。
•
• 第一节 无源逆变的基本工作原理
一、逆变电路工作原理 • 逆变电路种类较多，根据变频的过程可分为两大类，一类为 交一交变频，另一类为交一直一交变频，下面以单相逆变电路为 例来阐述其工作原理。 • 1.单相交一直一交变频电路 •
•
图5-1 单相输出交——直——交变频电路 （a）电路；（b）输出电压波形
• 一、并联谐振式逆变电路 • 1.电路组成 • 图5一8所示电路即为并联谐振逆变电路的主电路， 一般多用于金属的熔炼、淬火及透热的中频加热电源。
图5-8 并联谐振式逆变电路
图5-9 逆变器的换流过程 （a）VT1、VT4导通；（b）换相；（c）VT2、VT3导通
图5-10 并联谐振式逆变电路 工作波形
• 第二节谐振式逆变电路
•
在晶闸管逆变电路中，晶闸管的换相方式有以下三种: 器件换相、负载换相和强迫换相。其中负载换相方式是利用负载 电流相位超前电压的特点来实现换相的，即利用负载电路的谐振 来实现换相，这种电路称为谐振式逆变电路。由于谐振式逆变电 路不用附加专门的换流电路，因此应用较为广泛。 • 如果换相电容与负载并联，换相是基于并联谐振的原理， 则称为并联谐振式逆变电路;它广泛应用于金属冶炼、加热、中 频淬火等场合。如果换相电容与负载串联，换相是基于串联谐振 原理，则称为串联谐振式逆变电路，适用于高频悴火、弯管等场 合。 •
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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
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
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
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。
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。
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
4.2.一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）。
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。
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。
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）
(4.3.2)
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 ；