第六章无源逆变电路-
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简化公式： U C E 2U SK 1K 2K 3 2 US：交流电源的峰值电压 K1：电网电压波动系数，K1 1.15 K2：直流中间回路有反馈时的泵升电压K2 1.2
K3：必要的电压安全系数，K3 1.3～1.5
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-14
无源逆变
• 180 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
6-15
• 180 导通型三相逆变器的参数 – 相电压表达式
无源逆变
U A O 2 U d (s t i 1 5 s n 5 it n 7 1 s7 it n 1 1 s1 1 itn 1 ...)
无源逆变
第六章 无源逆变电路
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-1
无源逆变
6.1 无源逆变电路的原理及分类
• 无源逆变 直流 交流（向负载直接供电）
• 变频器 – 既能调压又能调频
• 无源逆变器 – 旋转变频器 – 静止变频器
• 交－交变频器 • 直－交变频器
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
• 根据各管导通时间分：
– 180 导通型 – 120导通型
• 线电压由相电压相减得出
U AB U AO U BO U BC U BO U CO U CA U CO U AO
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
无源逆变
6-13
无源逆变 • 180 导通型各阶段的等值电路及电压值
May 1, 2000
无源逆变
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-21
无源逆变
• 感性负载下逆变器中可能有三种电流： – 功率电流 它通过两个或三个逆变管，将能量从直流电 源送到负载。 – 环路电流 它在逆变器内部经过一个逆变管和一个反馈 二极管，形成环流，但此环流不经过电源。 – 反馈电流 它通过两个反馈二极管将负载的能量反馈到 直流电源中去。
北方交通大学电气工程系
6-4
• 单相桥式逆变电路的原理（L负载） – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c） • 直流输入电流（图 d）
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-5
• 单相半桥GTO逆变电路及波形 – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c）
– 线电压表达式
U A B 23 U d (st i1 5 s n 5 it n 7 1 s7 itn 1 1 s1 1 itn 1 ...
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-16
无源逆变 • 180 导通型三相逆变器的参数（续）
– 相电压有效值
U AO 2 1 4 U 3 d 2 32 2U 3d 2 3 0.47U d 1
– 线电压有效值
UAB 24 (Ud23)0.81U 6d
May 1, 2000
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6-17
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
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6-18
无源逆变
• 180 导通方式和 120 导通方式的比较： – 120 方式上下两管间有60 的间隙，对换 流有利，但是管子的利用率低，且若采用 星形接法，则始终有一相断开，在换流时 会引起较高的感应电势，而180 方式无论 在三角形还是星形接法时，正常工作都不 会产生过电压，故180 方式应用较为普遍。
May 1, 2000
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6-6
• 单相零式逆变电路及波形 – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 见右图
May 1, 2000
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6-7
无源逆变 • 感性负载下SCR单相零式逆变电路
May 1, 2000
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6-8
• M相零式逆变电路的简化原理图
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-22
无源逆变
• 逆变器的能量反馈及电机的再生制动图
电压型的能量反馈
电流型的能量反馈
May 1, 2000
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6-23
无源逆变 • 逆变器 － 感应电动机系统的电压矢量
May 1, 2000
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6-24
无源逆变
6.3 IGBT三相逆变电路和三点式逆变电路
无源逆变
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-9
无源逆变
逆变器的基本类型
• 按结构分类 – 桥式 – 零式
• 按电网相数分类 – 单相 – 多相
• 按器件分类 – 半控型 – 全控型
• 按调制方法分类 – SPWM – 阶梯波
• 按导通的角度分类 – 180 – 120
• 按强迫换流的特点 – 谐振型 – 并联电容型等
May 1, 2000
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6-10
无源逆变
逆变器的基本类型（续）
• 按储能元件的性质分类 – 电压型逆变器
– 电流型逆变器
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-11
无源逆变
6.2 三相桥式逆变电路的原理及参数
• 电路结构
May 1, 2000
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6-12
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
6-19
• 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
无源逆变
6-20
• 感性负百度文库情况（续）
– 负载电流滞后角 大于60
6-2
• 单相桥式逆变电路示意图
无源逆变
• 组成： – 主电路 – 门控电路 – 控制电路
May 1, 2000
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6-3
• 单相桥式逆变电路的原理（R负载） – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c） • 直流输入电流（图 d）
May 1, 2000
• IGBT三相逆变器电路图
May 1, 2000
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6-25
– 六阶梯波时的 电压、电流波形
无源逆变
– PWM时的 电压、电流波形
May 1, 2000
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6-26
无源逆变
• IGBT的选择
– 电压定额的选择
额定电压 = 输入的AC电源电压× 2 ＋再生电压增加值＋浪涌电压
K3：必要的电压安全系数，K3 1.3～1.5
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无源逆变
• 180 导通型三相逆变器的输出波形
相电压波形
线电压波形
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• 180 导通型三相逆变器的参数 – 相电压表达式
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第六章 无源逆变电路
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6.1 无源逆变电路的原理及分类
• 无源逆变 直流 交流（向负载直接供电）
• 变频器 – 既能调压又能调频
• 无源逆变器 – 旋转变频器 – 静止变频器
• 交－交变频器 • 直－交变频器
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• 根据各管导通时间分：
– 180 导通型 – 120导通型
• 线电压由相电压相减得出
U AB U AO U BO U BC U BO U CO U CA U CO U AO
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无源逆变 • 180 导通型各阶段的等值电路及电压值
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无源逆变
• 感性负载下逆变器中可能有三种电流： – 功率电流 它通过两个或三个逆变管，将能量从直流电 源送到负载。 – 环路电流 它在逆变器内部经过一个逆变管和一个反馈 二极管，形成环流，但此环流不经过电源。 – 反馈电流 它通过两个反馈二极管将负载的能量反馈到 直流电源中去。
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• 单相桥式逆变电路的原理（L负载） – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c） • 直流输入电流（图 d）
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• 单相半桥GTO逆变电路及波形 – 主电路
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– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c）
– 线电压表达式
U A B 23 U d (st i1 5 s n 5 it n 7 1 s7 itn 1 1 s1 1 itn 1 ...
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无源逆变 • 180 导通型三相逆变器的参数（续）
– 相电压有效值
U AO 2 1 4 U 3 d 2 32 2U 3d 2 3 0.47U d 1
– 线电压有效值
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• 120 导通型三相逆变器的输出波形
相电压波形
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• 180 导通方式和 120 导通方式的比较： – 120 方式上下两管间有60 的间隙，对换 流有利，但是管子的利用率低，且若采用 星形接法，则始终有一相断开，在换流时 会引起较高的感应电势，而180 方式无论 在三角形还是星形接法时，正常工作都不 会产生过电压，故180 方式应用较为普遍。
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• 单相零式逆变电路及波形 – 主电路
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– 波形图
• 见右图
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无源逆变 • 感性负载下SCR单相零式逆变电路
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• 逆变器的能量反馈及电机的再生制动图
电压型的能量反馈
电流型的能量反馈
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无源逆变 • 逆变器 － 感应电动机系统的电压矢量
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6.3 IGBT三相逆变电路和三点式逆变电路
无源逆变
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无源逆变
逆变器的基本类型
• 按结构分类 – 桥式 – 零式
• 按电网相数分类 – 单相 – 多相
• 按器件分类 – 半控型 – 全控型
• 按调制方法分类 – SPWM – 阶梯波
• 按导通的角度分类 – 180 – 120
• 按强迫换流的特点 – 谐振型 – 并联电容型等
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逆变器的基本类型（续）
• 按储能元件的性质分类 – 电压型逆变器
– 电流型逆变器
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6.2 三相桥式逆变电路的原理及参数
• 电路结构
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• 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
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• 感性负百度文库情况（续）
– 负载电流滞后角 大于60
6-2
• 单相桥式逆变电路示意图
无源逆变
• 组成： – 主电路 – 门控电路 – 控制电路
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• 单相桥式逆变电路的原理（R负载） – 主电路
无源逆变
– 波形图
• 输出电压（图 b） • 输出电流（图 c） • 直流输入电流（图 d）
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• IGBT三相逆变器电路图
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– 六阶梯波时的 电压、电流波形
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– PWM时的 电压、电流波形
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无源逆变
• IGBT的选择
– 电压定额的选择
额定电压 = 输入的AC电源电压× 2 ＋再生电压增加值＋浪涌电压