第6章 逆变器
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电源逆变器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电源逆变器的基本原理,掌握其工作流程及关键部件功能。
2. 掌握电源逆变器的种类、性能指标及其在生活中的应用。
3. 了解电源逆变器相关的安全知识及使用注意事项。
技能目标:1. 能够分析电源逆变器的电路图,并进行简单的设计与搭建。
2. 学会使用万用表、示波器等工具对电源逆变器进行性能测试。
3. 能够运用所学知识解决实际生活中与电源逆变器相关的简单问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发创新意识,提高实践能力。
2. 增强学生的团队合作意识,培养沟通、协作能力。
3. 培养学生关注环保、节能,提高社会责任感。
课程性质:本课程属于电子技术领域,以实践操作为主,注重理论知识与实践技能的结合。
学生特点:初中年级学生,具备一定的物理知识和动手能力,对电子技术有一定的好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 电源逆变器的基本原理:包括逆变器的工作原理、关键部件(如整流器、滤波器、逆变器电路等)的作用及相互关系。
- 教材章节:第三章“电源逆变器原理及其应用”2. 电源逆变器的种类及性能指标:介绍不同类型的电源逆变器,如方波逆变器、正弦波逆变器等,及其性能参数、适用范围。
- 教材章节:第四章“电源逆变器的种类及性能参数”3. 电源逆变器的应用:分析电源逆变器在生活中的应用实例,如车载逆变器、太阳能逆变器等。
- 教材章节:第五章“电源逆变器的应用实例”4. 电源逆变器电路分析与设计:学习电源逆变器电路分析方法,进行简单电路设计与搭建。
- 教材章节:第六章“电源逆变器电路分析与设计”5. 电源逆变器性能测试:掌握使用万用表、示波器等工具对电源逆变器性能进行测试的方法。
- 教材章节:第七章“电源逆变器性能测试与调试”6. 安全知识及使用注意事项:了解电源逆变器使用过程中的安全常识,强调注意事项。
同学们,我把弧焊电源的复习题整理了一下,由于第三章我没去上课,题些暂时做不起,其他题整理了哈,但不一定正确,仅供大家参考。
弧焊电源复习题(本科)(2011年11月)名词解释1.名词解释:1、撞击电离:在电场中,被加速的带电质子(电子、离子)与中性质点碰撞后发生的电离。
2、热电离:在高温下,具有高动能的气体原子(或分子)互相碰撞而引起的电离。
3、电子发射:在阴极表面的原子或分子,接受外界的能量而释放出电子的现象称为电子发射。
4、焊接电弧的动特性:是指在一定的弧长下,当电弧电流很快变化的时候,电弧电压与电流瞬时值之间的关系:U f=f(i f)。
5、弧焊电源的外特性:在电源参数一定的条件下,改变负载时,电源输出的电压稳定值U y与输出的电流稳定值I y之间的关系U y=f(I y)。
2.名词解释:1、气体原子的电离:使电子完全脱离原子核的束缚,形成离子和自由电子的过程。
2、热发射:物质的固体或液体表面受热后,其中某些电子具有大于逸出功的能量而逸出到表面的空间中去的现象。
3、重离子撞击发射:能量大的重粒撞到阴极上,引起电子的逸出,称为重离子撞击发射4、光电离:气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能而产生的电离。
5、焊接电源的额定负载持续率:指设备能够在额定电压,额定电流或额定功率的情况下负荷工作时间的比率。
P373.名词解释:1、气体原子的激发:气体原子得到了外加的能量,电子从一个较低的能级跳跃到一个较高的能级,这是原子就处于“激发”状态。
2、光电发射:物体的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现象。
3、强电场作用下的自发射:物体的固体或液体表面,存在强电场并在表面附近形成较大的电位差是,阴极有较多的电子发射出来的现象。
4、焊接电弧的静特性:一定长度的电弧在稳定状态下,电弧电压U f 与电弧电流I f之间的关系。
5、弧焊电源的负载特性:第一章焊接电弧的电特性4.画图说明焊接电弧的压降分布?答:p9图1-45.焊接电弧的静特性曲线呈什么形状(分为哪几段)?是怎么形成的?P10 图1-56.说明焊接电弧的静特性曲线的各区段分别对应哪些焊接工艺方法?答:下降段由于电弧燃烧不稳定而很少采用。
第六章无源逆变电路习题与思考题解6-1.无源逆变电路和有源逆变电路的区别有哪些解:无源逆变电路就是将直流电能转换为某一固定频率或可变频率的交流电能,并且直接供给负载使用的逆变电路。
有源逆变电路就是将直流电能转换为交流电能后,又馈送回交流电网的逆变电路。
这里的“源”即指交流电网,或称交流电源。
6-2.什么是电压型逆变电路和电流型逆变电路各有什么特点解:根据逆变器直流侧电源性质的不同可分为两种,直流侧是电压源的称为电压型逆变器,直流侧是电流源的称为电流型逆变器。
电压型逆变器,其中间直流环节以电容贮能,具有稳定直流侧电压的作用。
直流侧电压无脉动、交流侧电压为矩形波,多台逆变器可以共享一套直流电源并联运行。
由于PWM(脉宽调制)技术的出现和发展,使得电压和频率的调节均可在逆变过程中由同一逆变电路完成,应用更为普遍。
电流型逆变器,中间直流环节以电感贮能,具有稳定直流侧电流的作用。
它具有直流侧电流无脉动、交流侧电流为矩形波和便于能量回馈等特点。
一般用于较大功率的调速系统中,如大功率风机、水泵等。
6-3.试说明电压型逆变电路中续流二极管的作用。
解:对于电感性负载,由于电感的储能作用,当逆变电路中的开关管关断时,负载电流不能立即改变方向,电流将保持原来的流向,必须通过与开关管反向并联的大功率二极管进行续流,来释放电感中储存的能量,这就是电压型逆变电路中续流二极管的作用。
若电路中无续流二极管,开关管关断时,由于电感中的电流将产生很大电流变化率,从而在电路中引起很高的过电压,对电路的器件或绝缘产生危害。
6-4试述180O导电型电压型逆变电路的换流顺序及每60O区间导通管号。
解:参阅教材P101中的图6-4(g)。
180 O导电型电压型逆变电路,每个开关管在每个周期中导通180 O,关断时间也是180 O,换流(换相)是在同一个桥臂的上、下两个开关管之间进行,亦称纵向换相。
换流顺序为每一次在同一桥臂上的V11和V14,V13和V16,V15和V12,每对管各自间隔180 O换相一次。
×××光伏发电项目逆变器安装施工方案批准:审核:编写:×××有限公司2020 年 10 月 22 日目录第一章安装前检查 (1)1 按照机箱内的装箱单,检查交付完整性 (1)第二章需要使用的安装工具及零件 (1)第三章机械安装保证措施 (1)1 外形尺寸 (1)2 逆变器机械安装注意事项 (1)第四章电气接线及步骤 (2)1 逆变器电器安装注意事项 (2)2 对外接线端子介绍 (2)3 输入接线 (2)4 输出连线 (3)5 通讯接线 (3)6 端子大小与连接线径 (3)第五章逆变器的试运行 (3)第六章逆变器的验收 (3)1 验收: (3)第七章逆变器的维护及注意事项 (4)第一章安装前检查1 按照机箱内的装箱单,检查交付完整性:1.1 光伏阵列逆变器1.2 钥匙1.3 合格证1.4 保修卡1.5 产品使用手册1.6 出厂检查记录虽然产品出厂前已经测试和检测过,但是在运输过程中可能会出现损失情况,所以在安装之前还应进行检查一下,若检测到任何损坏情况请与运输公司或产品提供公司联系。
并应拍有照片以作考证。
第二章需要使用的安装工具及零件第三章机械安装保证措施1 外形尺寸各类型逆变器体积尺寸一般相同。
2 逆变器机械安装注意事项2.1 逆变器的防护等级满足户外安装的要求。
但逆变器是电子设备,因此尽量不要将其放置在潮湿的地方。
2.2 一般的逆变器冷却方式为自然冷却,为了保证逆变器正常运行及使用寿命,尽量不要将其安装在阳光直射或者环境温度过高的区域。
2.3 请确定逆变器安装柱体有足够的强度承受其重量。
2.4 户外安装的逆变器,在雨雪天时不得进行开箱操作!2.5 白天安装光伏组件时,应用不透光的材料遮住光伏组件。
否则在太阳光下,光伏组件会产生很高的电压,可能导致电击危险。
2.6 箱体的各个进出线孔应堵塞严密,以防小动物进入箱内发生短路。
2.7 安装方式选择原则2.7.1 光伏逆变器安装方式可以根据工作现场的实际情况做出选择,本工程采用的固定式。
电⼒拖动⾃动控制系统-运动控制系统习题解答第6章第6章习题解答6-1 ⼀台三相笼型异步电动机铭牌数据为:额定电压V U N 380=,额定转速min /960r n N =,额定频率Hz f N 50=,定⼦绕组Y 联接。
由实验测得定⼦电阻Ω=35.0s R ,定⼦漏感H L s 006.01=,定⼦绕组产⽣⽓隙主磁通的等效电感H L m 26.0=,转⼦电阻Ω=5.0'r R ,转⼦漏感H L r 007.0'1=,转⼦参数已折合到定⼦侧,忽略铁⼼损耗。
(1).画出异步电动机T 型等效电路和简化等效电路;(2).额定运⾏时的转差率N s ,定⼦额定电流N I 1和额定电磁转矩;(3).定⼦电压和频率均为额定值时,理想空载时的励磁电流0I ;(4).定⼦电压和频率均为额定值时,临界转差率m s 和临界转矩m T ,画出异步电动机的机械特性。
解:(1).异步电动机T 型等效电路和简化等效电路R L 'LL 'L(2).额定运⾏时的转差率100096041000100N s -==根据简化等效电路,定⼦额定电流1N I =额定电磁转矩'2113pr e NNn R T Is ω=,其中,160605031000N p f n n ?===,12N f ωπ=(3).定⼦电压和频率均为额定值时,理想空载时的励磁电流0I =(4).定⼦电压和频率均为额定值时,临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω和临界转矩em T =异步电动机的机械特性eT ns n 1emms 06-2 异步电动机参数如6-1题所⽰,画出调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性,计算临界转差率m s 和临界转矩m T ,分析⽓隙磁通的变化,在额定电流下的电磁转矩,分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下,调压调速的稳定运⾏范围。
解:调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性T en s临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω12N U 时,临界转矩em T=⽓隙磁通1ΦSm s N≈ 23N U 时,临界转矩em T=⽓隙磁通1ΦSm s N ≈带恒转矩负载L T ⼯作时,稳定⼯作范围为0m s s <<,带风机类负载运⾏,调速范围01s <<。
第六章无源逆变电路习题与思考题解6-1. 无源逆变电路和有源逆变电路的区别有哪些解:无源逆变电路就是将直流电能转换为某一固定频率或可变频率的交流电能,并且直接供给负载使用的逆变电路。
有源逆变电路就是将直流电能转换为交流电能后,又馈送回交流电网的逆变电路。
这里的“源”即指交流电网,或称交流电源。
6-2. 什么是电压型逆变电路和电流型逆变电路各有什么特点解:根据逆变器直流侧电源性质的不同可分为两种,直流侧是电压源的称为电压型逆变器,直流侧是电流源的称为电流型逆变器。
电压型逆变器,其中间直流环节以电容贮能,具有稳定直流侧电压的作用。
直流侧电压无脉动、交流侧电压为矩形波,多台逆变器可以共享一套直流电源并联运行。
由于PW(脉宽调制) 技术的出现和发展,使得电压和频率的调节均可在逆变过程中由同一逆变电路完成,应用更为普遍。
电流型逆变器,中间直流环节以电感贮能,具有稳定直流侧电流的作用。
它具有直流侧电流无脉动、交流侧电流为矩形波和便于能量回馈等特点。
一般用于较大功率的调速系统中,如大功率风机、水泵等。
6-3. 试说明电压型逆变电路中续流二极管的作用。
解:对于电感性负载,由于电感的储能作用,当逆变电路中的开关管关断时,负载电流不能立即改变方向,电流将保持原来的流向,必须通过与开关管反向并联的大功率二极管进行续流,来释放电感中储存的能量,这就是电压型逆变电路中续流二极管的作用。
若电路中无续流二极管,开关管关断时,由于电感中的电流将产生很大电流变化率,从而在电路中引起很高的过电压,对电路的器件或绝缘产生危害。
6-4试述180°导电型电压型逆变电路的换流顺序及每60°区间导通管号。
解:参阅教材P101中的图6-4 (g)。
180 °导电型电压型逆变电路,每个开关管在每个周期中导通180 °,关断时间也是180。
,换流(换相)是在同一个桥臂的上、下两个开关管之间进行,亦称纵向换相。
电力电子逆变器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电力电子逆变器的基本概念,掌握其工作原理及电路构成。
2. 学生能够掌握电力电子器件的类型及在逆变器中的应用,了解不同器件的性能特点。
3. 学生能够了解逆变器在不同应用场景中的功能,如太阳能发电、电动汽车等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的电力电子逆变器电路。
2. 学生能够运用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)进行逆变器电路仿真,分析电路性能。
3. 学生能够通过实验操作,验证逆变器电路的正确性,并学会调试和优化电路。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力电子技术的兴趣,提高对新能源技术的认识,增强环保意识。
2. 学生通过课程学习,培养团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 学生能够认识到电力电子技术在现代社会中的重要性,激发对相关领域的学习和研究热情。
课程性质分析:本课程为电子技术专业课程,旨在让学生掌握电力电子逆变器的基础知识,培养其实际应用能力。
学生特点分析:学生具备一定的电子技术基础知识,对电力电子器件和应用场景有一定了解,但可能对逆变器具体设计和实践操作较为陌生。
教学要求:1. 结合课本知识,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学,引导学生主动探索,培养学生的创新思维。
3. 强调团队合作,提高学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 电力电子逆变器基本原理- 逆变器电路拓扑结构- 逆变器工作原理及转换过程- 逆变器在不同应用场景的功能2. 电力电子器件及应用- 常用电力电子器件的类型及特性- 不同器件在逆变器电路中的应用- 器件选型原则及电路设计注意事项3. 逆变器电路设计- 逆变器电路参数计算- 电路仿真软件的使用(如PSPICE、MATLAB等)- 逆变器电路设计实例分析4. 逆变器实验操作与调试- 实验室设备及实验原理- 实验步骤及操作方法- 逆变器电路调试与优化5. 逆变器应用案例分析- 太阳能发电系统逆变器应用- 电动汽车逆变器应用- 其他新能源领域逆变器应用案例教学内容安排与进度:第一周:电力电子逆变器基本原理第二周:电力电子器件及应用第三周:逆变器电路设计第四周:逆变器实验操作与调试第五周:逆变器应用案例分析教材章节及内容关联:《电力电子技术》第四章:电力电子逆变器《电力电子器件与应用》第三章:常用电力电子器件及其应用《电力电子电路设计与实践》第六章:逆变器电路设计及实验操作三、教学方法1. 讲授法:- 对于电力电子逆变器的基本原理、器件特性及电路设计等理论知识,采用讲授法进行教学,使学生在短时间内掌握课程核心内容。
第5章逆变电路主要内容:换流方式,电压型逆变电路,电流型逆变电路,多重逆变电路和多电平逆变电路。
重点:换流方式,电压型逆变电路。
难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。
基本要求:掌握换流方式,掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路和多电平逆变电路。
逆变概念:逆变——直流电变成交流电,与整流相对应。
本章无源逆变逆变电路的应用:蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,需要逆变电路。
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。
本章仅讲述逆变电路基本内容,第6章PWM控制技术和第8章组合变流电路中,有关逆变电路的内容会进一步展开1换流方式(1)逆变电路的基本工作原理单相桥式逆变电路为例: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。
S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压u o为正S1;S1、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,把直流电变成了交流电。
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电阻负载时,负载电流i o和u o的波形相同,相位也相同。
阻感负载时,i o滞后于u o,波形也不同(图5-1b)。
t1前:S1、S4通,u o和i o均为正。
t1时刻断开S1、S4,合上S2、S3,u o变负,但i o不能立刻反向。
i o从电源负极流出,经S2、负载和S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,i o逐渐减小,t2时刻降为零,之后i o才反向并增大(2)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,也称换相。
开通:适当的门极驱动信号就可使其开通。
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,因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流(Device Commutation)。
单相dc ac逆变器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单相DC-AC逆变器的基本原理和工作流程;2. 让学生了解并掌握单相DC-AC逆变器中主要元件的功能及相互关系;3. 使学生能够运用所学知识,分析单相DC-AC逆变器电路的性能及可能存在的问题。
技能目标:1. 培养学生动手搭建和调试单相DC-AC逆变器电路的能力;2. 培养学生运用相关仪器和设备进行电路测试和分析的能力;3. 提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术及其应用的兴趣,激发学生的创新意识;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验安全,养成良好的实验习惯;3. 增强学生的团队协作意识,培养学生在团队合作中解决问题的能力。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,强调理论联系实际,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生已具备一定的电子技术基础,对单相DC-AC逆变器有一定了解,但对实际操作和电路分析尚需加强。
教学要求:结合学生特点和课程性质,以实践为主,理论教学为辅,注重培养学生的实际操作能力和分析解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并具备进一步深入研究电力电子技术的能力。
二、教学内容1. 理论教学:a. 单相DC-AC逆变器基本原理及工作流程介绍;b. 单相DC-AC逆变器主要元件功能及选型;c. 单相DC-AC逆变器电路分析与性能评估。
2. 实践教学:a. 单相DC-AC逆变器电路搭建及调试;b. 逆变器输出波形测试及分析;c. 逆变器电路故障排查及优化。
教学大纲安排:1. 第一周:介绍单相DC-AC逆变器基本原理及工作流程,让学生了解逆变器的作用和重要性;2. 第二周:讲解逆变器主要元件功能及选型,指导学生进行元件选型和电路设计;3. 第三周:进行逆变器电路分析与性能评估,使学生掌握电路性能评价方法;4. 第四周:实践教学,指导学生搭建和调试逆变器电路,提高学生动手能力;5. 第五周:进行逆变器输出波形测试及分析,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力;6. 第六周:进行逆变器电路故障排查及优化,提高学生分析问题和解决问题的能力。
第6章PWM控制技术主要内容:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析,PWM整流电路。
重点:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法。
难点:PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析。
基本要求:掌握PWM控制的基本原理、控制方式与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逆变电路,了解PWM整流电路。
PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
第3、4章已涉及这方面内容: 第3章:直流斩波电路采用,第4章有两处:4.1节斩控式交流调压电路,4.4节矩阵式变频电路。
本章内容PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术,也介绍PWM整流电路1 PWM控制的基本原理理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理:分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示。
其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示。
从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。
脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。
如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。
用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。
图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。