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第八章 组合变流电路

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第8章 组合变流电路.

第8章 组合变流电路.

第8章组合变流电路8.l.什么是组合变流电路?答:组合变流电路是将某儿种基本的变流电路(AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC?DC)组合起来,以实现一定新功能的变流电路。

8.2.试阐明图8-1间接交流变流电路的工作原理,并说明该电路有何局限性。

答:间接交流变流电路是先将交流电整流为直流电,在将直流电逆变为交流电,图8-1所示的是不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路。

该电路中整流部分采用的是不可控整流,它和电容器之间的直流电压和直流电流极性不变,只能由电源向直流电路输送功率,而不能由直流电路向电源反馈电力,这是它的一个局限。

图中逆变电路的能量是可以双向流动的,若负载能量反馈到中间直流电路,导致电容电压升高。

由于该能量无法反馈回交流电源,故电容只能承坦少量的反馈能量,这是它的另一个局限。

8.3.试分析图8－2间接交流变流电路的工作原理 并说明其局限性。

答:图8-2是带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路,它是在图8-1的基础上, 在中间直流电容两端并联一个由电力晶体管V o和能耗电阻Ro组成的泵升电压限制电路。

当泵升电压超过一定数值时,使Ⅴo导通,把从负载反馈的能量消耗在Ro上。

其局限性是当负载为交流电动机,并且要求电动机频繁快速加减速时,电路中消耗的能量较多,能耗皂阻Ro也需要较大功率,反馈的能量都消耗在电阻上,不能得到利用。

8.4.试说明图8-3间接交流变流电路是如何实现负载能量回馈的。

答:图8-3为利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路,它增加了一套变流电路,使其工作于有源逆变状态。

当负载回馈能量时,中间直流电压上升,使不可控整流电路停止工作,可控变流器工作于有源逆变状态,中间直流电压极性不变,而电流反向，通过可控变流器将电能反馈回电网。

8.5.何为双PWM电路?其优点是什么?答:双PWM电路中,整流电路和逆变电路都采用PWM控制,可以使电路的输入输出电流均为正弦波,输入功率因数高,中间直流电路的电压可调。

电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章

电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章

目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。

答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

电力电子技术课程教学大纲

电力电子技术课程教学大纲

《电力电子技术》课程教学大纲课程类别：专业基础课程性质：必修英文名称：Power Electronic Technology总学时：64讲授学时：48 实验学时：16学分：3.5先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术适用专业：自动化开课单位：信息工程学院自动化教研室一、课程简介《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业本科生的一门专业基础课，是一门理论与应用相结合，实践性很强的课程。

它包括电力电子器件、电力电子变流技术以及以微电子技术和计算机为代表的控制技术三大组成部分。

本课程的目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为《运动控制》等后续课程以及从事与电气工程有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。

二、教学内容及基本要求0 绪论（2学时）教学内容：0.1电力电子技术的定义0.2电力电子技术的发展历史(自学)0.3电力电子技术的内涵及其相关工业0.4电力电子技术所研究的基本问题0.5电力电子技术的主要内容0.6本课程的学习方法及考核方法教学要求：1.理解电力电子技术的定义，电力电子技术所研究的基本问题。

2.了解电力电子学科的发展历史、电力电子技术的内涵及其相关工业、电力电子技术的主要内容以本课程的学习方法及考核方法。

授课方式：讲授+自学第一章：电力电子器件（10 学时）教学内容：1.1电力电子器件概述1.2不可控器件——电力二极管1.3半控型器件——晶闸管1.4典型全控型器件1.5其他新型电力电子器件1.6电力电子器件的驱动1.7电力电子器件的保护1.8电力电子器件的串联和并联使用教学要求：1.掌握各种电力电子器件的基本特性、应用场合和使用方法。

2.理解各种全控型器件、半控型器件的工作原理和主要参数选择依据.3.了解典型触发、驱动和缓冲电路的组成、工作原理和特点。

第8章 组合变流电路

第8章 组合变流电路
在给定信号之后设置的给定积分器，将阶跃给定信号转换为按设定 斜升率高逐或渐 降变 低化 ，的 避斜 免坡 产信 生号冲击ugt，。从而使电动机的电压和转速都平缓地
图8-9 采用恒压频比控制的变频调速系统框图
2020/1/7
西南交通大学峨眉校区电气工程系
11
8.1.2 交直交变频器
给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电
开始，随时间线性的增长，直到S关断。
为防止变压器的激磁电感饱和，必须设
法使激磁电流在S关断后到下一次再开
通的时间内降回零，这一过程称为变压
器的磁心复位。
变压器的磁心复位时间为:
trst

N1 N3
ton
(8-1)
输出滤波电
感电流连续
的情况下
(8-2)
输出电压
2020/1/7
输出电感电 流不连续时
Uo
2020/1/7
西南交通大学峨眉校区电气工程系
9
8.1.2 交直交变频器
1. 恒压频比控制
异步电动机的转速由主要电源频率和极对数决定，为 避免电动机因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增 大,引起功率因数和效率的降低，需对变频器的电压 和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，即恒压 频比控制，以维持气隙磁通为额定值。
利用可控变流器实现再生反馈的 电压型间接交流变流电路。
当负载回馈能量时，可控变流 器工作于有源逆变状态，将电能 反馈回电网。
图8－3 利用可控变流器实现再生 反馈的电压型间接交流变流电路
2020/1/7
西南交通大学峨眉校区电气工程系
5
8.1.1 间接交流变流电路原理
整流和逆变均为PWM控制的 电压型间接交流变流电路。

《电力电子技术》课程教学大纲

《电力电子技术》课程教学大纲

电力电子技术课程教学大纲（POWERE1ECTRONIC）总学时数：40其中:实验学时数：0课外学时数：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化专业的基础课程，它的任务是使学生掌握各类电力电子器件的工作原理，特性和主要参数及其各类变流装置发生的电磁过程，基本原理，控制方法，设计计算，实验技能以及它们的技术经济指标。

以便学生毕业后具有进一步掌握各种变流装置的能力，并为后续课“电力拖动与运动控制系统”打好基础。

二、课程教学的基本要求（一）掌握电力电子器件（主要为晶闸管，电力晶体管，可关断晶闸管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管）的工作原理，特性和主要参数（含驱动、缓冲和保护电路）。

（二）熟练掌握单相，三相整流电路和有源逆变电路的基本原理，波形分析和各种负载对电路运行的影响，并能对上述电路进行初步的设计计算（包括触发电路与保护环节）。

（三）3.了解无源逆变、直流斩波、交流调压和交-交变频电路的工作原理，了解并掌握PWM控制技术及PW型逆变电路的基本原理和控制方法。

（四）初步了解软开关技术的基本概念和常用的组合变流电路的主要形式。

（五）初步了解电力电子学科的发展趋势。

（六）掌握基本变流装置的调试实验方法。

三、课程的教学内容、重点和难点绪论基本内容：电力电子技术的基本概念和内涵，电力电子技术发展历程，电力电子技术应用领域，本课程在国民经济中的作用意义，本课程的特点和学习方法。

基本要求：使学生了解电力电子技术的基本概念和内涵，了解本课程的重要性，认识到他所学的内容仅是电力电子学科中的最基本的内容,而本学科还有很多重要的课题有待去学习，去解决。

第一章电力电子器件一、电力电子器件概述基本内容：电力电子器件的概念和特征；电力电子系统的构成；电力电子器件的分类。

基本要求：1、了解电力电子器件的基本概念、主要特征以及主要类型；2、了解应用电力电子器件构成的系统的主要组成部分及各部分功能。

电力电子技术-间接直流变流电路

电力电子技术-间接直流变流电路
峰值电压均为Ui。
全桥电路原理图
S1
ton
S2 O
t
O
T
t
uS1
2Ui
uSO2
t 2Ui
O
t
iS1
iSO2
t
iDO1
iL
t
iDO2
t iL
O
t
全桥电路的理想化波形
组合变流电路 (2)
z 如果S1、S4与S2、S3的导通时间不 对称，则交流电压uT中将含有直流分 量，会在变压器一次侧产生很大的直 流 分量，造成磁路饱和，因此全桥
加；
S关断后，W1绕组的电流被切 断，变压器中的磁场能量通过
W2绕组和VD向输出端释放。
电流连续模式：当S开通时，W2 绕组中的电流尚未下降到零。 输出电压关系：
U o = N 2 t on
Ui
N 1 t off
(8-2)
反激电路原理图
S ton
toff
O
t
uS
Ui
t
O
iS
t iVOD
t O
反激电路的理想化波形
组合变流电路 (2)
5. 推挽电路
工作过程
通推，挽在电绕路组中N两1和个N开,1关两S端1和分S别2交形替成导相位 相反的交流电压。
S1导通时，二极管VD1处于通态，电感
L的电流逐渐上升。
S2导通时，二极管VD2处于通态，电感
L电流也逐渐上升。
当两个开关都关断时，VD1和VD2都处 于通态，各分担一半的电流。S1和S2
3）双端电路的整流电路可以有多种形式，本章介绍了常用的全桥 和全波两种，它们具有各自的特点和不同的应用场合。
结束
Uo = N2 2ton Ui N1 T

电力电子习题(木答案)

《电力电子技术》教学内容及要求绪论掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史了解电力电子技术的应用范围了解电力电子技术的发展前景了解本课程的内容、任务与要求第1章电力电子器件掌握各种二极管重点掌握半控型器件：晶闸管重点掌握典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT了解IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件掌握电力电子器件的驱动电路了解功率集成电路和智能功率模块掌握电力电子器件的保护掌握电力电子器件的串并联第2章整流电路掌握单相可控整流电路重点掌握三相可控整流电路掌握变压器漏抗对整流电路的影响掌握电容滤波的二极管整流电路掌握整流电路的谐波和功率因数了解大功率整流电路掌握整流电路的有源逆变工作状态了解晶闸管直流电动机系统掌握相位控制电路第3章直流斩波电路重点掌握降压斩波电路重点掌握升压斩波电路掌握升降压斩波电路掌握复合斩波电路了解多相多重斩波电路第4章交流—交流电力变换电路重点掌握单相相控式交流调压电路掌握三相相控式交流调压电路掌握交流调功电路了解交流电子开关掌握单相输出交—交变频电路了解三相输出交—交变频电路了解矩阵式变频电路第5章逆变电路掌握换流方式重点掌握电压型逆变电路掌握电流型逆变电路掌握多重逆变电路和多电平逆变电路第6章脉宽调制（PWM）技术重点掌握PWM控制的基本原理掌握PWM逆变电路的控制方式掌握PWM波形的生成方法了解PWM逆变电路的谐波分析了解跟踪型PWM控制技术了解PWM整流电路及其控制方法第7章软开关技术了解软开关的基本概念掌握软开关技术的分类掌握各种软开关电路的原理及应用第8章组合变流电路掌握间接交流变流电路交—直—交变频电路（VVVF）恒压恒频变流电路（CVCF）掌握间接直流变流电路（间接DC/DC变换器）开关电源结束语了解电力电子技术的发展趋势第一章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。

电力电子技术-第6-8章习题解析

交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动 机调速。交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象， 其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制。只要 以周波数为单位进行控制就足够了。
2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐 波含量减少。但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同 时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。 3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出 基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。且输出负载电流及电压不含低次 谐波，只含与开关周期T有关的高次谐波。
U1 220
组合变流电路 (3)
3.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。试求：
①控制角α的移相范围； ②负载电流的最大有效值； ③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；
解：（1） （2）
ϕ
=
arctan
⎛ ⎜⎝
ωL R
⎞ ⎟⎠
=
arctan
2π
× 50× 2×10−3 0.5
输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机 只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电 源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
组合变流电路 (3)
6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？ 答:改善功率因数，提高输出电压。 梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消

电力电子技术最新版配套习题答案详解第5-8章

目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5 章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4 种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3 种方式。

3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。

答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

哈工大学电力电子习题集6.7.8


U0 =
20 1 Ui = × 220 = 127V 20 + 40 3
U 0 2 127 2 P0 = = = 3226W R 5
（3）
λ = cos ϕ1 = 1
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术47.9
电力章 习题（2）
第1部分：填空题 1.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交 交变频电路 。 2.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流方 向决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电压与电流的方 向是否相同决定的。 3.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路 的输出上限频率约为20Hz 。 4.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和 输出星形联接方式 ，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母 线进线方式 。 5.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关 器件是全控型器件；控制方式是斩控方式 。
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术47.10
电力电子技术
组合变流电路 (3)
第6章 习题（2）
第2部分：简答题 1.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。（略） 2.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？ 答: 交交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便地实 观四象限工作：低频输出波形接近正弦波。 缺点是：接线复杂，受电网频率和变流电路脉波数的限制输出频率较 低；输入功率因数较低；输入电流谐彼含量大，频谱复杂。 交交变频电路主要用于500kw或 1000kw以上的大功率、低转速的交流 调速电路中。 3.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不 同？ 答：电路结构相同，但工作方式不同： 单相交交变频电路是交流输出，为此两组桥在交流输出的每个周期内都要 切换，且控制角要不断变化，使输出电压按照正弦规律变化。 反并联可控整流电路是直流输出，稳态时控制角不变，只有在电机运行状 态变化时，两组桥才进行切换。
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第19页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
负载电流比电压滞后， 在电压正半周，电流 有一段区间为正，一 段区间为负。 负载电流为正的区间， V1和V4导通时，uo等 于 Ud 。 V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0 负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实 际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。

义角度讲变频器是一种变频装置或称变频电源，它 能根据实际需要将输入的交流电或直流电变换成频率固 定或频率可调的交流电输出给负载。 最早的变频装置是旋转变流机组(电动机－发电机)，其 缺点是设备体积庞大，机组旋转而噪声大。随着电力电 子技术的发展，现在则由基于电力电子技术的静止变频 装置所取代。如中频电源、步进电动机和无刷直流电动 机的驱动电源、电动汽车电动机的驱动电源等。
第27页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
三相SPWM逆变电路和PWM控制方式
三相的PWM控制公 用三角波载波uc 三相的调制信号urU、 urV和urW依次相差 120°
图4.17 三相桥式PWM型逆变电路（p121，图4.28）
第28页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
u
u rU u
图4.10（P108，图4.10）
第13页
4.4.2 三相电压型逆变电路
基本工作方式——180°导电方式
每个桥臂导电180°， 同一相上下两臂交替导 电，各相开始导电的角 度相差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。
图4.10（P108，图4.10）
uo Ud
O -U d
wt
表示uo的基波分量
在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态，当ur＜uc时， 使V3导通，V4关断，uo＝-Ud；当ur＞uc时，使V3关断， V4导通，uo=0。这样，就得到了SPWM波形uo。
第24页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
双极性PWM控制方式
u ur uc
AC
电流源型变频器（直流侧是电流源）
AC
50Hz
可 整
控 流
DC
AC 逆 变
图4.2（图2 P102，图4.1）
第 5页
4.2 逆变器基本工作原理
负载
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。改变输入直流电 平的大小可改变交流 电的幅值。
uo io t1 t2
第 9页
4.4 电压型逆变电路
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)输出电压为矩形 波，输出电流因负载阻 抗不同而不同。
图4.7 单相全桥电路（P105，图4.6）
(3)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。
图4.13（P119，图4.25)
第18页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
产生SPWM波形的常用方法——计算法、调制法和跟踪 控制法 调制法:结合IGBT单相桥式电压型逆变电路进行说明, 把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号 作为载波。
工作时V1和V2通断互 补，V3和V4通断也互 补。 以uo正半周为例，V1 通，V2断，V3和V4交 替通断。 图4.14 单相桥式PWM逆变电路（p120, 图4.26）
u
uc ur O
wt
uo
u of
uo Ud
O -U d
wt
表示uo的基波分量
在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态，当ur＞uc 时，使V4导通，V3关断，uo=Ud；当ur＜uc时，使V4 关断，V3导通，uo=0。
第23页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
u
uc ur
O
wt
uo
u of


从狭义角度讲，变频器主要指满足交流电动机调速要求 的变频驱动电源（或称交流调速控制设备）。
第 3页
4.1 基本概念
交直交变频器（间接变频器）
逆变
图4.1( P102，图4.1)
第 4页
4.1 基本概念
交交变频器（直接变频器） 电压源型变频器（直流侧是电压源）
AC
50Hz
交交变频
DC 可 整 控 流 逆 变
O
wt
u of uo
uo Ud
O
-Ud
wt
图4.16 双极性PWM控制方式波形（p121, 图4.27）
在ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM 波也有正有负，其幅值只有±Ud两种电平。
第25页
4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
u ur uc
O
wt
u of uo
uo Ud O
wt
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替 一个正弦半波。 根据面积等效原理，PWM波形和正 弦半波是等效的。像这种脉冲的宽 度按正弦规律变化而和正弦波等效 的PWM波形，也称SPWM （Sinusoidal PWM）波形。 要改变等效输出正弦波的幅值时， 只要按照同一比例系数改变上述各 脉冲的宽度即可。 PWM逆变电路也可分为电压型和电 流型两种，目前实际应用的PWM逆 变电路几乎都是电压型电路。
u G1 O u G2 O u G3 O u G4 O uo io O tt ω tt ω tt ω tt ω io t2 ωtt ωt 11 2 b)
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ω t t3
3
q
uo tt ω
4.4.2 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 应用最广的是三相桥式逆变电路
a)
2π ωt
ωt
ωt
ωt
b)
图4.8 单相全桥逆变电路的移相调压方式（P107，图4.8）
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4.4.1 单相电压型逆变电路
阻感负载时，可采用移相 的方式来调节输出电压－ 移相调压。 V3的栅极信号比V1落后q （0＜ q ＜180 °）。V3、 V4的栅极信号分别比V2、 V1的超前180o-q。输出电 压是正负各为q的脉冲。 改变q就可调节输出电压。
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4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。 uo总可得到Ud和零两种电平。 uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通 断，uo可得-Ud和零两种电平。
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4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
u
uc
ur
单极性PWM控制方式
rV
u
c
u
rW
以U相为例分析控制规律：
? ?
O u
U U
UN'
d
? t
2 2
O
d
当urU>uc时，给V1导通信号，给 V4关断信号，uUN’=Ud/2。 当urU<uc时，给V4导通信号，给 V1关断信号，uUN’=-Ud/2。 当给V1(V4)加导通信号时，可能 是V1(V4)导通，也可能是 图4.18 三相桥式PWM逆变电路波形 VD1(VD4)导通。 uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形只有 ±Ud/2两种电平。 uUV波形可由uUN’-uVN’得出，当1 和6通时，uUV=Ud，当3和4通时， uUV=－Ud，当1和3或4和6通时， uUV=0。 图4.19 三相桥式PWM型逆变电路
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4.4.2 三相电压型逆变电路
uG1 0 π π 2π 2π ωt
导 通 器 件 和 换 相 规 律
(
uG4 0 uG3 0 uG6 0 uG5 0 uG2 0 0 5 6 1 2 3 4 6 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 uUN 2/3Ud 1/3Ud ωt 5 6 1 ωt ωt ωt ωt ωt ωt
第八章 组合变流技术
本章所要讲述的内容 1)基本概念 2)逆变器基本工作原理 3)换流方式 4)电压型逆变电路 5)SPWM控制技术 本章重点 基本概念、换流方式、单相全桥电压型无源 逆变电路、三相电压型逆变电路（180o导电方式） 工作原理与波形分析
4.1 基本概念
逆变的概念 逆变——与整流相对应，将直流电变成交流电。 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、太阳能电池向 交流负载供电等。 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。 第2页
-Ud
同样在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制器 件的通断。 ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
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4.5.2 SPWM逆变电路及控制方法
u ur uc
O
wt
u of uo
uo Ud O -Ud
wt
当ur >uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。 如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud 。 当ur<uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。 如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud 。
O
wt
uo u of
uo Ud
O -U d
wt
表示uo的基波分量
图4.15 单极性PWM控制方式波形（p121, 图4.27）
调制信号ur为正弦波，载波uc在ur的正半周为 正极性的三角波，在ur的负半周为负极性的三 角波。在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。