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第5章逆变电路
引言
换流方式
电压型逆变电路
电流型逆变电路
本章小节
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第5章逆变电路•引言
逆变的概念
逆变——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。
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。
主要应用
各种直流电源,如蓄电池、干电池、太阳能电池等。
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。
本章讲述无源逆变
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换流方式
逆变电路的基本工作原理
换流方式分类
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以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理
逆变电路的基本工作原理
图5-1 逆变电路及其波形举例
负载
a)
b)
t
S
1
S
2
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3
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4
i
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1
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2
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。
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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。
直流电
交流电
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逆变电路的基本工作原理
逆变电路最基本的工作原理——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
a)
b)
t
u
o
i
o
t
1
t
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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。
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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,也称为换相。
开通:适当的门极驱动信号就可使器件开通。
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,因此安排在本章集中讲述。
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换流方式分类
1) 器件换流(mutation)
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(mutation)
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。
3) 负载换流(mutation)
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换流方式分类
图5-2 负载换流
电路及其工作波形
由负载提供换流电压的换流方式。
负载电流的相位超前于负载电压的场合,都可实现负载换流。
如图是基本的负载换流电路,4个桥臂均由晶闸管组成。
整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性。
直流侧串电感,工作过程可认为id 基本没有脉动。
负载对基波的阻抗大而对谐波的阻抗小。所以uo接近正弦波。
注意触发VT2、VT3的时刻t1必须在uo过零前并留有足够的裕量,才能使换流顺利完成。
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4
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4)强迫换流(mutation)
换流方式分类
由换流电路内电容直接提供换流电压
直接耦合式强迫换流
通过换流电路内的电容和电感的耦合来提供换流电压或换流电流
电感耦合式强迫换流
设置附加的换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。
通常利用附加电容上所储存的能量来实现,因此也称为电容换流。
分类
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