三相逆变器电路原理和工作过程图文说明

电力电子学—三相逆变电路工作原理华中科技大学电气与电子工程学院第4章直流/交流变换器01逆变器的类型和性能指标目录02电压型单相方波逆变电路工作原理03单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制(PWM)04正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)05三相逆变电路工作原理三相逆变电路工作原理01电压型三相逆变工作原理目录02电流型三相逆变工作原理03三相逆变器的SPWM控制01电压型三相逆变工作原理三个单相逆变器构成的三相逆变器逆变器1逆变器2逆变器3+−ABC NV dc变压器作用：⏹隔离；⏹升降压。

逆变器拓扑：⏹半桥；⏹全桥。

输出形式：⏹三相三线制；⏹三相四线制。

☐三个逆变器基波依次相差120R A RBNC星形负载R ABCRR三角形负载Q 1V dcQ 4D 1D 4AD 3D 6B Q 3Q 6D 5D 2Q 5Q 2CQ1 Q4D1D4AD3D6BQ3Q6D5D2Q5Q2CNV dc/2V dc/2oωtωtωtv Q1v Q2v Q3ωtωtv Q4v Q5v Q6ωtV dcωtv ABωtv BCωtv CAωtv ANωtv BNωtv CN2V dc/3V dc/3☐每个桥臂工作于180︒导通方式；☐各相基波依次相差120︒；☐线电压为120︒方波。

导电顺序：561→612→123→234→345→456→561Q 1Q 4D 1D 4AD 3D 6BQ 3Q 6D 5D 2Q 5Q 2CNV dc /2V dc /2o()21111sin sin 5sin 7sin11sin13571113D AN V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=+++++ ⎪⎝⎭()231111sin sin 5sin 7sin11sin13571113D AB V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=--+++⎪⎝⎭无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次谐波幅值为基波幅值的1/n 。

三相电压型桥式逆变电路的工作原理及过程三相电压型桥式逆变电路，听起来好像很高大上，其实它就是一个把直流电变成交流电的小小机器。

今天，我们就来聊聊这个“神奇”的逆变电路的工作原理及过程。

让我们来了解一下什么是三相电压型桥式逆变电路。

简单来说，它就是一个由四个二极管组成的电路，分别是两个PNP结构和两个NPN结构的二极管。

这四个二极管组成了一个桥式结构，所以叫做“桥式逆变电路”。

那么，这个电路到底是怎么工作的呢？我们可以先把它分成两个部分来看：一个是将直流电转换成交流电的过程，另一个是将交流电转换成直流电的过程。

1. 将直流电转换成交流电的过程这个过程就像是我们在给手机充电时，手机会发出“嘟嘟嘟”的声音一样。

当我们给手机充电时，其实是在给手机提供一个恒定的直流电。

而手机内部有一个小小的变压器和一个叫做“整流器”的东西，它们会把直流电变成交流电，然后再通过电池给手机供电。

同样地，在三相电压型桥式逆变电路中，也是先把直流电转换成交流电，然后再通过变压器和其他元件把交流电变成我们需要的电压和频率。

2. 将交流电转换成直流电的过程这个过程就像是我们在给手机充电时，如果手机没电了，我们就需要把充电器插到手机上，让充电器给手机提供一个恒定的交流电。

而手机内部有一个小小的变压器和一个叫做“逆变器”的东西，它们会把交流电变成直流电，然后再通过电池给手机供电。

同样地，在三相电压型桥式逆变电路中，也是先把交流电转换成直流电，然后再通过变压器和其他元件把直流电变成我们需要的电压和频率。

好了，现在我们已经知道了三相电压型桥式逆变电路的基本原理和工作过程。

接下来，我们再来聊一聊它的应用场景和优缺点吧！。

三相电压逆变器原理图
三相电压逆变器原理图如下：
[原理图]
根据原理图中的电路连接，三相电压逆变器主要由三个部分组成：输入滤波电路、逆变桥电路和输出滤波电路。

输入滤波电路主要由电容器和电感器组成，用于滤除输入电压中的高频噪声和干扰信号，保证逆变器工作的稳定性和可靠性。

逆变桥电路是三相逆变器的核心部分，由六个可控开关管（如IGBT）组成，分别为上下桥臂。

通过控制开关管的导通和关断，可以实现三相电压的逆变。

输出滤波电路主要由电感器和电容器组成，用于滤除逆变后输出电压中的高频谐波，提高逆变器输出电压的纯度和稳定性。

逆变器工作过程中，输入三相电压经过输入滤波电路进入逆变桥电路，在逆变桥电路的控制下，经过逆变和开关操作，将输入的直流电压逆变为输出的交流电压。

最后，输出电压经过输出滤波电路进行滤波处理，得到稳定的三相交流电压输出。

通过以上电路连接和工作过程，三相电压逆变器能够将直流电压转换为交流电压，实现在三相系统中的能量传送和使用。

三相的方波逆变电路原理说明书一、引言本文将详细介绍三相的方波逆变电路的原理及工作方式。

方波逆变电路是一种常用的电力电子转换器，广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。

本文将从电路结构、工作原理、性能参数等方面进行说明。

二、电路结构三相的方波逆变电路由三相桥式整流器、滤波电容、逆变器等组成。

其基本电路结构如下图所示：[插入电路结构示意图]三相桥式整流器将交流电源转换为直流电压，并通过滤波电容对直流电压进行平滑处理。

逆变器将直流电压转换为方波交流电压输出。

三、工作原理1. 三相桥式整流器工作原理：三相桥式整流器由六个二极管组成，分为正半桥和负半桥。

当交流电源的A相电压大于B相和C相电压时，A相的二极管导通，B相和C相的二极管截止，此时A相电流通过负半桥输出。

当B相电压大于A相和C相电压时，B相的二极管导通，A相和C相的二极管截止，此时B相电流通过正半桥输出。

同理，当C相电压大于A相和B相电压时，C相的二极管导通，A相和B相的二极管截止，此时C相电流通过负半桥输出。

通过这样的切换，交流电源的三相电压可以被转换为直流电压输出。

2. 逆变器工作原理：逆变器由六个开关管组成，分为正半桥和负半桥。

逆变器的工作周期分为两个阶段：正半周期和负半周期。

在正半周期中，正半桥的两个开关管分别导通和截止，负半桥的两个开关管截止。

在负半周期中，正半桥的两个开关管截止，负半桥的两个开关管分别导通和截止。

通过这样的切换，直流电压可以被转换为方波交流电压输出。

四、性能参数1. 输出电压：三相的方波逆变电路的输出电压为方波交流电压，其峰值电压与直流电压相关。

可以通过控制逆变器的开关频率和占空比来调节输出电压的大小。

2. 输出频率：三相的方波逆变电路的输出频率与输入交流电源的频率相同。

3. 输出功率：三相的方波逆变电路的输出功率与输入直流电压和负载电阻相关。

可以通过调节输入直流电压和负载电阻来控制输出功率的大小。

五、应用领域三相的方波逆变电路广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。

三相逆变器电路原理和工作过程图文说明单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。

三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。

1.三相电压型逆变器。

电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。

三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。

该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。

图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。

图6-15 三相电压型逆变器电路原理图图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。

控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。

普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。

方波调制波形图6-16 方波与被调制方波波形示意图2.三相电流型逆变器。

电流型逆变器的直流输入电源是一个恒定的直流电流源，需要调制的是电流，若一个矩形电流注入负载，电压波形则是在负载阻抗的作用下生成的。

在电流型逆变器中，有两种不同的方法控制基波电流的幅值，一种方法是直流电流源的幅值变化法，这种万法使得交流电输出侧的电流控制比较简单；另一种方法是用脉宽调制来控制基波电流。

三相电流型逆变电路工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将介绍三相电流型逆变电路的工作原理，以及对其进行概述、说明和解释。

三相电流型逆变电路是一种重要的电能转换装置，广泛应用于各个领域，如工业控制系统、交流驱动电机等。

了解该电路的工作原理对于深入理解和应用该技术具有重要意义。

1.2 文章结构本文按照以下结构展开对三相电流型逆变电路的讨论：第2部分将详细介绍三相电流型逆变器的概述，包括其基本定义、特点和应用领域。

接着在第3部分，我们将深入探讨三相电流型逆变电路的组成，包括硅调制整流桥、滤波器和PWM逆变输出端等重要部分。

然后在第4部分中，我们将详细解析三相电流型逆变电路的工作原理，包括各个元件的功能和协同作用机制。

第5部分将关注实验设计与步骤，并给出实验结果与分析。

同时还会介绍该技术在实际应用中的场景案例及其分析。

接下来，在第6部分我们将对该电路的效能及限制进行评估，包括方法、指标选择以及与其他实验进行的对比和数据分析。

最后，在第7部分中，我们将总结文章并对三相电流型逆变电路未来的优化和扩展方向进行展望。

1.3 目的本文旨在提供一个全面详细的概述，并深入解释三相电流型逆变电路工作原理。

通过阐述其组成部分、功能机制以及实验结果与应用案例，读者可以更好地理解和应用这一技术。

同时，本文还将评估该技术的效能和限制，为未来的研究提供参考。

通过本文的阅读，读者将能够全面了解三相电流型逆变电路，并有助于相关领域工程师和研究人员进一步探索该技术在实际中的创新应用。

2. 三相电流型逆变电路工作原理：2.1 三相电流型逆变器概述：三相电流型逆变器是一种用于将直流电转换为交流电的电路装置。

它通过控制和调节输入直流电压，实现输出交流电压的波形控制和频率调节。

与传统的单相逆变器相比，三相电流型逆变器具有更高的功率输出和更稳定可靠的性能。

2.2 三相电流型逆变电路组成：三相电流型逆变电路由多个组件组成，包括整流单元、滤波单元以及逆变单元。

三相全桥逆变器工作原理三相全桥逆变器是一种常用的升压逆变器，主要用于将低电平直流信号转换为高电平交流信号。

它由六个功率半导体开关组成，并且通过适当的控制方式，可以实现输出电压的大小和频率的调节。

下面将对三相全桥逆变器的工作原理进行详细介绍。

1.输入整流：输入的直流电源通过三相全桥整流电路进行整流，将电压转换为相对恒定的直流电压。

整流电路由电感、电阻和二极管组成。

2.逆变：整流电路的输出通过PWM控制方式控制六个功率半导体开关的开关动作，实现高频开关。

逆变电路由三相全桥电路和滤波电路组成。

3.三相桥整流：通过控制三相全桥电路中的六个功率半导体开关的通断状态，将直流电源的正负极对交流电源的三相接入端进行交替连接，从而实现逆变。

4.滤波：逆变输出极为高频信号，需要通过滤波电路进行滤波，以减小输出波形的谐波成分。

滤波电路由电感和电容组成。

5.输出：滤波后的信号即为高电平交流信号，可以连接到负载中，实现对负载的供电。

同时，三相全桥逆变器的控制方式也非常重要，常用的控制方式有PWM、SPWM和SVPWM等。

其中，PWM（脉宽调制）是最基本的控制方式，通过调节开关管的导通时间，改变输出电压的大小。

SPWM（正弦波脉宽调制）是在PWM的基础上，通过控制开关管导通的频率，使其接近正弦波的频率，从而减小谐波，改善输出波形。

SVPWM（空间矢量脉宽调制）是SPWM的一种改进方式，通过对正弦波进行三角逼近，控制开关管的导通时间和频率，使输出电压更接近正弦波。

总结起来，三相全桥逆变器工作原理是通过整流、逆变和滤波等步骤，将输入的低电平直流信号转换为高电平交流信号。

其中控制方式的选择对输出电压的稳定性和波形质量有着重要影响。

三相全桥逆变器广泛应用于交流调速、光伏发电等领域。

三相串联电感式逆变器电路图、特点、换流过程及输出电压波形与数量的关系三相串联电感式逆变器电路如图所示。

图中C0为直流滤波电容，VT1～VT6为主晶闸管，L1～L6为换流电感，C1～C6为换流电容，VD1～VD6为反馈二极管。

这种逆变器属180导通型，每个晶闸管在阻性负载时每周期中导通180，相邻序号的晶闸管两个触发脉冲的间隔为60，换流在同一桥臂之间进行，如a相的VT1与VT4、b相的VT3与VT6、c相的VT5与VT2。

在每一周期的任何瞬间每相都有一个管子导通。

为了保证大电感负载时能可靠换流，触发脉冲宽度应大于90，一般为120。

特点（1）主晶闸管承受的du/dt值较低。

（2）主晶闸管除承担负载电流外，还承担环流电流。

当逆变器输出频率较高时，环流较大，故不适用于频率较高的场所。

此外，环流较大，换流效率较低，故适用于中等功率负载。

（3）当换流参数一定且负载电流一定时，晶闸管承受的反压时间随直流电压降低而减小，所以适用于调压范围不太大的场合。

换流过程晶闸管之间的换流采用强迫换流方式，由换向电容和换向电感来完成。

现以a相VT1换流到VT4为例作大致分析。

当晶闸管VT1导通时，＝0、＝U，即换流电容C4已充上电荷，使VT4承受正向电压，具备导通的一个条件。

当触发VT4导通后，电容C4放电，放电回路为C4L4VT4，＝。

由于L4和L1耦合较紧，在L1中产生同样的电压U，从而使VT1承受反压而关断。

VT1关断以后，C1充电、C4放电，此时，在L4中将流过与原先VT1导通时相应的电流＝，以保持VT1关断瞬时在L1中的磁能不变。

L4中的电流在＝L4＝L4＝0时达最大值，以后电流＝下降，在L4中感应相反极性的电势，使VD4承受正偏而导通，VT4则截止。

从VD4导通起，C1及C4充放电过程就基本上结束了。

VD4导通后，改变极性，而电流仍保持原来方向，显然这是由感性负载的性质所决定的，VD4导通时间的长短取决于负载的功率因数角。

三电平逆变器的主电路结构及其工作原理所谓三电平是指逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧有三种取值，正端电压 (+Vdc/2) 、负端电压 (-Vdc/2) 、中点零电压 (0)。

二极管箱位型三电平逆变器主电路结构以下列图。

逆变器每一相需要 4 个 IGBT 开关管、 4 个续流二极管、 2 个箱位二极管 ;整个三相逆变器直流侧由两个电容C1、C2串通起来来支撑并均衡直流侧电压，C1=C2。

经过必然的开关逻辑控制，交流侧产生三种电平的相电压，在输出端合成正弦波。

sa1 C1Da1s a2 V dc nDa2s a3C2sa4 ````sb1Db1sb2Db2sb3sb4`sc1`Dc1sc2``ii b c PMSMi aDc2 s`c3``sc4`三电平逆变器的工作原理以输出电压 A 相为例，解析三电平逆变器主电路工作原理，并假设器件为理想器件，不计其导通管压降。

定义负载电流由逆变器流向电机或其他负载时的方向为正方向。

(l) 当 Sa1，、Sa2 导通， Sa3、 Sa4 关断时，若负载电流为正方向，则电源对电容C1充电，电流从正极点流过主开关 Sa1、Sa2，该相输出端电位等同于正极点电位，输出电压 U=+V dc/2; 若负载电流为负方向，则电流流过与主开关管 Sa1、Sa2 反并联的续流二极管对电容 C1充电，电流注入正极点，该相输出端电位依旧等同于正极点电位，输出电压 U=+V dc/2。

平时表记为所谓的“1状”态，以下列图。

C1sa1` Da1sa2`Vdc nDa2 sa3 `C2sa4`“ 1”状态C1Vdc nC2C1Vdc nAC2s a1`Da1sa2`Da2 s`a3sa4`“ -1”状态s a1`Da1sa2`ADa2 s`a3sa4`“0 ”状态A(2) 当 Sa2、Sa3 导通， Sa1、Sa4 关断时，若负载电流为正方向，则电源对电容 C1充电，电流从 O 点序次流过箱位二极管 D a1，主开关管 Sa2:，该相输出端电位等同与 0 点电位，输出电压U=O;若负载电流为负方向，则电流序次流过主开关管 Sa3和箱位二极管 D a2，电流注入 O 点，该相输出端电位等同于 O 点电位，输出电压 U=0，电源对电容 C2充电。

三相电压型逆变电路工作过程三相电压型逆变电路是一种常见的电力转换装置，通常用于将三相交流电源转换为可控的直流电源，以满足各种工业、商业和家庭应用的需求。

它由变流器、控制电路和滤波器等多个部件组成，能够有效地实现电能的转换和控制。

下面将详细介绍三相电压型逆变电路的工作原理和过程。

一、三相电压型逆变电路的基本原理1. 逆变电路的作用三相电压型逆变电路的基本作用是将输入的三相交流电压转换为可控的直流电压，通过适当的控制方法将其转换为所需的频率和幅值的交流电压。

这种逆变电路通常用于电机驱动、电网并网发电系统、工业生产中的变频调速等领域。

2. 逆变电路的基本结构三相电压型逆变电路通常由整流、滤波、逆变和控制单元等部分组成。

整流单元用于将输入的三相交流电压转换为直流电压，滤波单元用于平滑直流电压波形，逆变单元通过适当的控制来生成所需的交流电压波形，控制单元用于实时监测和调节逆变电路的参数。

3. 逆变电路的控制方法逆变电路的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。

开环控制是指通过预先设定的算法来控制逆变电路的工作状态，而闭环控制是指通过实时监测逆变电路的参数，并根据实际情况进行调节。

二、三相电压型逆变电路的工作过程1. 输入电压变换当三相电压型逆变电路接通时，输入的三相交流电压首先经过变压器降压变换成适合整流电路的电压。

然后进入整流单元，通过整流电路将交流电压转换为直流电压。

2. 滤波处理经过整流后的直流电压波形可能存在脉动，为了保证逆变电路输出的交流电压波形平稳，需要经过滤波处理。

滤波单元通常由电容和电感等元件组成，用于平滑直流电压波形，减小脉动成分，得到平稳的直流电压。

3. 逆变过程平滑后的直流电压被送入逆变单元，经过逆变单元的适当控制，可以得到所需的交流电压波形。

逆变单元一般采用晶闸管、场效应管、IGBT等功率器件，通过适当地触发这些电子器件，可以实现对输出交流电压波形的控制。

4. 控制调节逆变电路的控制单元通常采用先进的控制算法，根据输入的控制信号和实时监测的电压、电流等参数，实现对逆变电路的精准控制。