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电流型逆变电路

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电力电子技术-第4章逆变电路讲解

电力电子技术-第4章逆变电路讲解
（4）直流侧电感起到缓冲无功能量的作用。
4.3.1 单相电流型逆变电路
（1）电路结构
①用④阻载② 载来③ 联 确4并抗电个采 电限应C谐联，压桥和用 压制称振谐谐波臂L负 （晶之式振波形、，载 呈闸为逆回在接R每换 容管容变构路负近桥相性开性电成对载正臂方）通小路并基上弦晶式。时失（联波产波闸，的谐但谐呈生。管要d负最振高的i各/求载d终电阻压t串负）负路抗降联载载，，很一电仍故对小个流略此谐，电略显电波因抗超容路呈此器前性称低负L于T，为，负并准
4.2.1 单相电压型逆变电路
1、 半桥逆变电路 •（1）电路图
+
Ud 2
Ud
Ud 2
-
V1 io R L
u o V 2
a)
VD 1
VD 2
*导电方式：
V1，V2信号互补，
各导通180゜。
•半桥逆变电路有两个桥臂， 每个桥臂有一个可控器件和一 个反并联二极管组成。 •在直流侧接有两个相互串联 的足够大的电容，两个电容的 联结点是直流电源的中点。 •负载联结在直流电源中点和 两个桥臂联结点之间。
能否不改变直 流电压，直接进行 调制呢？为此提出 了导电方式二：
移相导电方式。
*导电方式二：移相调压 调节输出电压脉冲的宽度
采用移相方式调节逆变电路的输出电压
• 各IGBT栅极信号为180°正偏， 180°反偏，且V1和V2栅极信号互补， V3和V4栅极信号互补； • V3的基极信号不是比V1落后180°，
而是只落后q ( 0< q <180°)；
• 也就是：V3、V4的栅极信号分别比
V2、V1的前移180°-q 。
工作过程
•t1时刻以前V1，V4通，u0=ud, io 从 0 增加； •t1时刻V4断，V1，VD3续流，u0=0，io 下降； • t2时刻V1也关断，io 还未下降到0，于是VD2，VD3续流，u0=-ud。 •直到io过0变负，V2，V3通，u0=-ud, io从0负增加； •t3时刻V3断，V2，VD4续流，u0=0，io 负减小； • t4时刻V2也关断，io 还未减小到0，于是VD1，VD4续流，u0=ud。

电压型逆变器与电流型逆变电路的定义及特点

电压型逆变器与电流型逆变电路的定义及特点

比较电压型逆变器和电流型逆变器的特点先两者都属于交-直-交变频器，由整流器和逆变器两部分组成。

由于负载一般都是感性的，它和电源之间必有无功功率传送，因此在中间的直流环节中，需要有缓冲无功功率的元件。

如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器；如采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。

电压型变频器和电流型变频器的区别仅在于中间直流环节滤波器的形式不同，但是这样一来，却造成两类变频器在性能上相当大的差异，主要表现列表比较如下：电压型变频器与电流型变频器的性能比较1、储能元件：电压型变频器——电容器；电流型——电抗器。

2、输出波形的特点：电压形电压波形为矩形波电流波形近似正弦波；电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波3、回路构成上的特点，电压型有反馈二极管直流电源并联大容量电容（低阻抗电压源）；电流型无反馈二极管直流电源串联大电感（高阻抗电流源）电动机四象限运转容易。

4、特性上的特点，电压型为负载短路时产生过电流，开环电动机也可能稳定运转；电流型为负载短路时能抑制过电流，电动机运转不稳定需要反馈控制电流型逆变器采用自然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且应用于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也比较差；高压变频器的结构特征1.1电流型变频器变频器的直流环节采用了电感元件而得名，其优点是具有四象限运行能力，能很方便地实现电机的制动功能。

缺点是需要对逆变桥进行强迫换流，装置结构复杂，调整较为困难。

另外，由于电网侧采用可控硅移相整流，故输入电流谐波较大，容量大时对电网会有一定的影响。

1.2电压型变频器由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名，其特点是不能进行四象限运行，当负载电动机需要制动时，需要另行安装制动电路。

功率较大时，输出还需要增设正弦波滤波器。

1.3高低高变频器;采用升降压的办法，将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。

第三节：电流型逆变电路

第三节：电流型逆变电路

id VT 3 VT 5 VT 1 Ud VT 4
图5-11 电流型三相桥式逆变电路
U W VT 6 VT 2 V
5.3.1
一．电路的组成
●
单相电流型逆变电路
4 个桥臂，每桥臂使用晶闸管并且串联一个电抗 LT ，用来限制晶闸管 个桥臂， 开通时的电流上升率 i/d 开通时的电流上升率 di/dt； 1、4 和 2、3臂以 1000~2500Hz 的中频轮流导通，可得到中频交流电； 的中频轮流导通，可得到中频交流电； 采用负载换流方式，要求负载电流略超前于负载电压； 采用负载换流方式，要求负载电流略超前于负载电压； 负载一般为电磁感应加热线圈，线圈内置放钢料用于加热，R 和 L 串联 负载一般为电磁感应加热线圈，线圈内置放钢料用于加热， 为其等效电路；为得到超前的功率因数，需要并联电容 C； 为其等效电路；为得到超前的功率因数，
i VT 1,4 Id t1 I d t2 t3
i VT 2,3
t
tγ
t
iO
0
t4 t5 tδ
t6 t7
t
★ t 4 时，VT1、4 的电流减至零而关断， 的电流减至零而关断，
uO
0
● ●
t4～t2 = t γ 称为换流时间 称为换流时间 t3 时：iO＝0 ，即 iVT1 ＝ iVT2
Ld Id VT 1 LT1 LT2 VT 2 B io A
VT 1 C 13 + VD1 U V
W
VT3 VD3
VT1 C13 + VD 1 U V
W
VT 3 VD 3
VT 1 C 13 - + VD1 U iV V
W
VT3 VD3
VT 1 C13 - + VD1 U V

三相电流型逆变电路桥式

三相电流型逆变电路桥式

三相电流型逆变输出特性（全控型器件）：
➢ 输出相电流波形和负载性质无关，为正负各120° 的矩形波，线电流为阶梯波。
➢ 输出线电压波形和负载性质有关，若有电感，因 电感的作用，每次换相时会产生电压冲击。
（2）串联二极管式晶闸管逆变电路
（串联二极管式晶 闸管逆变电路）
①主要用于中大功率交 流电动机调速系统。 ②电流型三相桥式逆 变电路，输出波形与 全控型器件时一样。
移相导电方式。
导电方式二（移相导电）： V1,V2信号互补；V3,V4信号互补；V3信号比V1 信号落后θ（ 0〈θ〈180）
所谓移相：即改变θ的大小。
单相全桥电压型逆变电路特性总结：
（1）全桥逆变是单相中应用最广泛的逆变电路。
（2）全桥逆变输出电压的幅值即为电源电压，比 半桥增长一倍，一般应用在较大功率的场合。
Ut d
U 3d
3 tt
t
t
t
t
三相桥电压型逆变电路总结：
（1）输出线电压是矩形波，相电压是阶梯波。
（2）各相输出电压在相位上相差1200，电流波形根 据负载情况的不同而不同。
（3）在导电上，为防止同一相的两个器件同时开通 而导致电源短路，应遵循“先断后通”的原则，即 要关断的器件在彻底关断之后再给需开通的器件开 通信号，因此，要留一定的时间裕量。（实际在单 相中也应如此）
反向并增大
4.1.2 换流的基本方式
①器件换流（IGBT,GTO,GTR,BJT,MOSFET) ②电网换流 ③负载换流（负载满足的条件？） ④强迫换流（直接耦合式，电感耦合式）
※负载换流逆变电路
采用晶闸管. 负载：电阻电感串联后再和电容并联，工作
在接近并联谐振状态而略呈容性. 为改善负载功率因数使其略呈容性,而接入的

三相电流型逆变电路换流方式

三相电流型逆变电路换流方式

三相电流型逆变电路换流方式三相电流型逆变电路通常采用两种主要的换流方式：全桥换流和半桥换流。

1.全桥换流：全桥换流是指使用四个功率开关器件（通常为晶体管或IGBT）构成的桥式电路来实现逆变过程。

在全桥逆变电路中，每个电流型逆变器阶段包含两个开关器件，一个位于高侧，另一个位于低侧。

通过适时地打开和关闭这些开关器件，可以控制三相电流的方向和大小，从而实现逆变操作。

在全桥换流模式下，逆变电路的输出是以交流形式提供的。

通过调节开关器件的开关时间，可以控制输出电压的大小和频率。

2.半桥换流：半桥换流是指使用两个功率开关器件构成的电路来实现逆变过程。

在半桥逆变电路中，一个开关器件位于高侧，另一个位于低侧。

通过适时地打开和关闭这些开关器件，可以控制逆变电路的输出。

半桥换流模式下，逆变电路的输出是具有半波对称性的，只能提供部分电压周期的输出。

通常需要与其他逆变电路组合使用，例如使用两个半桥逆变器组成全桥逆变电路，以实现完整的三相电流型逆变。

这两种换流方式在逆变电路中的选择通常取决于具体的应用需求和设计要求。

全桥逆变电路具有更好的电压和功率控制能力，而半桥逆变电路则具有简化电路结构和成本的优势。

1/ 1。

简述电流型逆变电路主要特点。

简述电流型逆变电路主要特点。

简述电流型逆变电路主要特点。

电流型逆变电路主要特点如下：
1. 输入电流控制：电流型逆变电路能够通过调节输入电流来控制输出电流和输出功率。

这使得它能够根据需要提供不同的输出功率，适应不同负载的要求。

2. 输出电流稳定性高：电流型逆变电路具有较高的输出电流稳定性，即使在负载变化或短路情况下，输出电流也能够保持相对稳定。

3. 高效率：电流型逆变电路具有较高的能量转换效率，能够将输入电能有效地转换为输出电能，减少能量损耗。

4. 输出电压可控性差：相比于电压型逆变电路，电流型逆变电路对输出电压的控制能力较弱。

输出电压通常在负载变化时会有相应的波动。

5. 复杂度较高：电流型逆变电路相对于其他逆变电路来说较为复杂。

它需要搭配复杂的控制电路和功率器件，以实现对电流的精确控制。

综上所述，电流型逆变电路具有输入电流控制、输出电流稳定性高和高效率等优点，但对输出电压的控制能力较弱，且复杂度较高。

它在需要对输出功率进行精确控制的应用中具有较大的优势。

电压型和电流型逆变电路特点

电压型和电流型逆变电路特点

电压型逆变电路和电流型逆变电路是两种常见的逆变电路类型，它们在不同的应用领域中具有各自的特点。

下面我将详细介绍这两种逆变电路的特点。

一、电压型逆变电路1. 工作原理：电压型逆变电路通过将直流电压转换为交流电压输出。

其基本原理是通过控制开关管的导通和断开，使电源电压经过滤波电容和变压器转换为所需的输出交流电压。

2. 特点：（1）输出电压稳定性高：电压型逆变电路通过反馈控制，实现对输出电压的精确调节，能够提供稳定的输出电压。

（2）负载适应性好：电压型逆变电路输出电压与负载电流无关，能够适应不同负载条件下的工作要求。

（3）输出电压范围广：电压型逆变电路可以实现从几伏到几千伏的宽范围输出电压。

（4）输出电流能力较弱：电压型逆变电路输出电流能力相对较弱，适用于对输出电流要求不高的应用场景。

（5）逆变效率较高：电压型逆变电路由于采用了高频开关技术和功率调制控制策略，能够实现较高的逆变效率。

3. 应用领域：电压型逆变电路广泛应用于电力电子变频器、太阳能发电系统、风力发电系统、UPS电源等领域，以及需要稳定交流电源的工业控制系统中。

二、电流型逆变电路1. 工作原理：电流型逆变电路通过将直流电流转换为交流电流输出。

其基本原理是通过控制开关管的导通和断开，使电源电流经过滤波电感和变压器转换为所需的输出交流电流。

2. 特点：（1）输出电流稳定性高：电流型逆变电路通过反馈控制，实现对输出电流的精确调节，能够提供稳定的输出电流。

（2）负载适应性好：电流型逆变电路输出电流与负载电压无关，能够适应不同负载条件下的工作要求。

（3）输出电流范围广：电流型逆变电路可以实现从几毫安到数千安的宽范围输出电流。

（4）输出电压能力较弱：电流型逆变电路输出电压能力相对较弱，适用于对输出电压要求不高的应用场景。

（5）逆变效率较高：电流型逆变电路由于采用了高频开关技术和功率调制控制策略，能够实现较高的逆变效率。

3. 应用领域：电流型逆变电路广泛应用于电力电子变频器、电动汽车充电桩、工业焊接设备、电源适配器等领域，以及需要稳定交流电流的工业控制系统中。

第5章-逆变电路

第5章-逆变电路
（2）当S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 （3）当S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
当变化两组开关切换频率，就可变化输出交流电频
率相也；位不若也同接相。电同阻；负若载阻时感，负负载载时电，i流o相io和位u滞o旳后波于形uo相，同波，形
如图所示，设t1前S1、S4通，则uo和io均为正。 若在t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，则uo旳极性变负，但io 不能立即反向且仍维持原方向；
交直交变频电路由交直变换（整流）和直交变换两部分构成， 后一部分就是逆变。
3. 应用
多种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等在向交流 负载供电时就需要逆变电路。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力 电子装置旳关键部分都是逆变电路。
2024/9/22
5.1 换流方式
5.1.1 逆变电路旳基本工作原理 5.1.2 换流方式分类
优点：电路简朴，使用器件少。
缺陷电：容输器出串交联流，电须压控幅制值两仅者为电压Ud均/2衡，。且直流侧需要两个
应用： 常用于几kW下列旳小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路 旳组合。
2024/9/22
5.2.1 单相电压型逆变电路
2. 全桥逆变电路
共四个桥臂，可看成两个 半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压和电流波形与半 桥电路形状相同，但幅值 高出一倍。 变化输出交流电压旳有效 值只能经过变化直流电压 Ud来实现。
2024/9/22
5.1.2 换流方式分类
4. 逼迫换流 举例：
设置附加旳换流电路，给欲关断旳晶闸管逼迫施加 反向电压或反向电流旳换流方式称为逼迫换流 (forced commutation), 这一般是利用附加电容上储存 旳能量来实现，故也称为电容换流。

逆变电路

逆变电路
t
Ud 3
t
iU
g)
O
t
id
h)
O
t
图5-10电压型三相桥式逆
变电路的工作波形
5-31
5.2.2 三相电压型逆变电路
负载中点和电源中点间电压
1 uNN' 3 (uUN' uVN' uWN' )

1 3
(uUN
uVN
uWN )
(5-6)
负载三相对称时有
uUN+uVN+uWN=0，于是
2．全桥逆变电路
+ T ~ T2
T0~T/2
V1
V3 VD 1
Ud
C a R io L b
V2
uo
T/ 2 ~ T1
-T1 ~T
VD2 V4
图5-5 全桥逆变电路
单相逆变电路中应用最多
VD3
两个半桥电
VD4
路的组合
T1
T2
uG1
O
uG2 VD3 O
uG3 O
图5-5
t t t
5.2.1 单相电压型逆变电路
5-5
第5章 逆变电路
5-6
5.1.1 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
5-7
5.1.1 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。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压合电流波形与半桥 电路形状相同，幅值高出一 倍。
改变输出交流电压的有效值 只能通过改变直流电压Ud来 实现。

电流型逆变电路

电流型逆变电路

u
VT 4
ω t
4.1.2 换流方式分类
◆强迫换流 ☞设置附加的换流电路，给欲关断 的晶闸管强迫施加向反压或反向电流 的换流方式。 ☞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。 √直接耦合式强迫换流：由换流电路内 的电容直接提供换流电压。 √当晶闸管VT处于通态时，预先给电 容充电；当S合上，就可使VT被施加 反压而关断。也叫电压换流。
4.1.2 换流方式分类
◆负载换流
☞由负载提供换流电压的
换流方式。
u o i
o
uo
☞条件：负载电流的相位 超前负载电压
ω t
O i i O i O u VT O i VT
1
o
i VT
☞左图中：整个负载工作 在接近并联谐振状态而略呈
4
i VT
2
i VT
3
ωt ω t
容性；
直流侧串大电感。
u
t1
VT 1
假想中点
4.2.2 三相电压型逆变电路
■工作波形
◆对于U相输出来说，
桥臂1导通时，uUN’=Ud /2，桥臂4导通时，uUN’=-Ud /2，
uUN’的波形是幅值为Ud/2的矩形波，其它两相情况类似。
u
UN'
O u u u
VN'
U d 2
Hale Waihona Puke t t tOWN'
O
UV
U O
d
t
4.2.2 三相电压型逆变电路
可采用移相方法调节 逆变电路的输出电压。 阻感负载和 电阻负载时， 输出电压和 电流的不同 之处和相同 之处？
4.2.1 单相电压型逆变电路
在单相半桥逆变电路

电流型逆变器的特点

电流型逆变器的特点

电流型逆变器的特点
电流型逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力转换设备，其特点主要表现在以下几个方面：
1. 高效率：电流型逆变器采用了高效率的电路设计和控制算法，能够将直流电转换为高质量的交流电，其转换效率可达到90%以上，相比于传统的逆变器，其能够更加有效地利用电能，降低能源消耗。

2. 稳定性强：电流型逆变器采用了先进的控制技术，能够实现对输出电压、电流、频率等参数的精确控制，从而保证了输出电能的稳定性和可靠性。

3. 适应性强：电流型逆变器具有较强的适应性，能够适应不同的负载类型和工作环境，其输出电压和频率可以根据实际需要进行调整，从而满足不同的应用需求。

4. 可靠性高：电流型逆变器采用了高品质的电子元器件和先进的故障保护技术，能够有效地防止电路故障和损坏，从而提高了设备的可靠性和稳定性。

5. 维护方便：电流型逆变器具有良好的维护性能，其故障诊断和维修
操作简单方便，能够快速定位和解决故障，从而降低了设备的维护成本和维修时间。

总之，电流型逆变器具有高效率、稳定性强、适应性强、可靠性高和维护方便等特点，是一种高性能、高可靠性的电力转换设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电、电动汽车等领域。

三相电流型逆变电路工作原理_概述说明以及解释

三相电流型逆变电路工作原理_概述说明以及解释

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。

什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？

什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？

什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二
者各有何特点？
电压型逆变电路和电流型逆变电路是逆变器的两种常见控制方式，它们在控制策略和特点上有所不同。

电压型逆变电路：
1.电压型逆变电路是通过控制输出电压的大小和波形来实现
逆变操作的方式。

2.在电压型逆变电路中，控制变量是输出电压，通常通过比
较输出电压与参考电压来生成控制信号。

3.电压型逆变电路具有输出电压精度高、输出电压波形好的
特点。

它适用于精确控制输出电压、要求较高的电压波形质量的应用，如UPS电源、电动车驱动器等。

电流型逆变电路：
1.电流型逆变电路是通过控制输出电流的大小和波形来实现
逆变操作的方式。

2.在电流型逆变电路中，控制变量是输出电流，通常通过比
较输出电流与参考电流来生成控制信号。

3.电流型逆变电路具有输出电流响应快、对负载变化适应性
强的特点。

它适用于需要实现精确控制输出电流、对负载变动响应要求高的应用，如电动车制动能量回馈、太阳能微网等。

需要注意的是，电压型和电流型逆变电路并不是互斥的，实际
的逆变器控制系统中也可以结合两种控制方式。

控制方式的选择取决于具体的应用需求、系统要求和设计考虑。

三相电流型逆变电路的基本工作方式

三相电流型逆变电路的基本工作方式

三相电流型逆变电路的基本工作方式三相电流型逆变电路是一种常见的电力电子设备，它可以将直流电转换为交流电。

在实际应用中，逆变电路的工作方式有很多种，其中最基本的工作方式是基于三相电流的控制方式。

本文将从理论和实践两个方面来探讨三相电流型逆变电路的基本工作方式。

一、1.1 三相电流型逆变电路的基本原理三相电流型逆变电路的基本原理是基于三相电流之间的相位差和幅值关系来实现对输出电压和频率的控制。

具体来说，当三相电源连接到逆变电路时，会产生一个旋转磁场，这个磁场会通过绝缘材料感应出一个电动势，从而在逆变器中产生一个高频脉冲信号。

这个信号会被送到开关管上，使开关管导通或截止，从而控制输出电压的大小和频率。

二、2.1 三相电流型逆变电路的工作方式三相电流型逆变电路的工作方式主要有两种：一种是升压型逆变电路，另一种是降压型逆变电路。

升压型逆变电路是指将三相电源的低电压升高到较高的电压，以供负载使用。

在升压型逆变电路中，开关管总是导通的，因此输出电压随着输入电压的变化而增加。

这种工作方式适用于需要高功率输出的应用场景，如太阳能发电系统等。

降压型逆变电路是指将三相电源的高电压降低到较低的电压，以适应不同的负载需求。

在降压型逆变电路中，开关管不仅在特定时刻导通，还在其他时刻截止。

这样可以实现对输出电压的有效控制，并避免过载和短路等问题的发生。

这种工作方式适用于需要稳定输出电压的应用场景，如家庭电器等。

三、3.1 三相电流型逆变电路的优点和缺点三相电流型逆变电路具有很多优点，如效率高、体积小、重量轻等。

它还可以根据需要进行调节和控制，从而满足不同负载的需求。

它也存在一些缺点，如成本较高、可靠性不够高等。

由于其工作原理的特殊性，三相电流型逆变电路还存在一定的电磁干扰问题。

第二十讲 三相电压和电流型逆变电路

第二十讲 三相电压和电流型逆变电路
相电流型逆变电路 u G1,4
2) 工作分析
一个周期内有两个导通阶 段和两个换流阶段。
O u G2,3
t
O
iT
i VT 1,4
i VT 2,3
t
Id
O
io
tg
t
O
t1
Id t2 t3
t4 tf t5
t6 t7
t
td
uo
tb
t1~t2：VT1和VT4稳定导通阶段，iｏ=Id，t2时
O
8
20.2.1 单相电流型逆变电路
1) 电路原理
由四个桥臂构成，每个桥臂的晶闸 管各串联一个电抗器，用来限制晶 闸管开通时的di/dt。 工作方式为负载换相。 电容C和L 、R构成并联谐振电路。 输出电流波形接近矩形波，含基波 和各奇次谐波，且谐波幅值远小于
基波。
图5－12 单相桥式电流型 （并联谐振式）逆变电路
图5－13并联谐振式逆变 电路工作波形
11
20.2.1 单相电流型逆变电路
为引保前证时可间靠：换流应在uo过零前ttd=t5-t2gt2时 刻tb触发VT2、VT3 。.
td 为触发 (5-16)
io超前于uo的时间：
tδ tγ tβ
(5-17)
表示为电角度：
w
tg 2
tb
g
2
b
w为电路工作角频率；g、b分别是tg、tb对应的电角度。
13
20.2.2 三相电流型逆变电路
O t
图5－13并联谐振式逆变 电路工作波形
10
20.2.1 单相电流型逆变电路 u G1,4
io在t3时刻，即iVT1=iVT2 时刻过零，t3时刻大体 位于t2和t4的中点。

电流型逆变电路

电流型逆变电路
VT VT C13反向充电。忽略负载电 C C 阻 压 降， 则二 极管 VD3 导 - + - + VD VD VD VD 通，电流为 iV，VD1电流为 i U V U V iU=Id-iV ， VD1 和 VD3 同 时 通，进入二极管换流阶段。 i =I -i i W W 随着 C13 电压增高，充电电 VD 流渐小， iV 渐大， t3 时刻 iU VD 减到零， iV=Id，VD1承受反 VT VT I 压而关断，二极管换流阶 段结束。 t3以后，VT2、VT3稳定导 图5-16 换流过程各阶段 的电流路径 通阶段。
5.3 电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
5.3.2
单相电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
1) 电路原理
由四个桥臂构成，每 个桥臂的晶闸管各串 联一个电抗器，用来 限制晶闸管开通时的 di/dt。 工作方式为负载换相。 电容 C 和L 、 R 构成并 联谐振电路。 输出电流波形接近矩 形波，含基波和各奇 次谐波，且谐波幅值 远小于基波。
VT
1
VT
3
VT VT
1
C
3
13
C
+ VD
1
13
+ 1
VD
3
VD
VD
3
U V W VD
U V W
2
VD
2
I
VT
2
d
I
VT
2
d
uC13下降到零之前， VT1承受 反压，反压时间大于tq就能保 证关断。
图5-16 换流过程各阶段 的电流路径 a) b）
5.3.2 三相电流型逆变电路
t2 时 刻 uC13 降 到 零 ， 之 后

单项桥式电流型无源逆变控制电路

单项桥式电流型无源逆变控制电路

为了得到控制电路驱动信号，我们需要做一个频率可调的正弦波信号发生
器，通过两路过零比较器可分别得到两路互补的控制信号，而V3和V4的控制信号可在前一正弦交流信号后加一个移相网络得到，再用过零比较器就可得到他们的控制信号了。

当然，每路信号都必须通过光耦隔离驱动四个桥臂。

5.1控制电路驱动信号发生电路
根据以上分析，所设计出的控制电路驱动信号发生电路如图所示
这个电路的原理其实就是一个RC桥式正弦振荡电路，只是在一般的RC桥式正弦振荡电路的基础上增加了图中的R6和R8所在支路，通过同时调节R6和
R8可以达到调节该电路所产生的Array正弦波频率的作用。

5. 2控制信号的产生电路
同样地，所设计出的控
制信号产生电路如图6所示. 将
图5中电路所得到的正弦信号分
别输入这个电路中，第一路输入
直接通过过零比较器输出，得到
V1和V3；在第二路输入中，先
加一个移相网络得到，再用过零
比较器就得到V3和V4的控制信号。

单相电流型逆变电路课程思政

单相电流型逆变电路课程思政

单相电流型逆变电路课程思政
单相电流型逆变电路是利用单相电流来变换频率、电压、电流、相位等形式的电力的周期性的转换，是发电、调速、变频等方面的有效电路。

这门课程的目的是让学生掌握单相电流型逆变电路的基本原理和其中所涉及到的技术，并能够将其应用于实际工程。

在课程中，教师会介绍变频原理、单相逆变电路原理、控制方式、相控网络等基本知识，以及高级的发动机控制、实时控制等方面的技术，通过深入的理论分析和仿真证明以及改进，使学生们更好地掌握单相电流型逆变电路的广泛应用。

此外，课程还教授如何利用单相电流型逆变电路来进行高保真音频信号发行、长距离电力传输以及直流电源灵活调节，从而满足现代社会对高效、安全、环保的能源控制需求。

本课程同时也会教授学生针对特定材料及组件应用单相电流型逆变电路而决定的特殊技术，使学生充分理解并熟悉相关知识，以便工程实践。

总之，本课程旨在让学生全面掌握单相电流型逆变电路基本原理及其丰富的应用，从而更好的投身到现代电力领域的研究和实践中去。

换流方式电压型逆变电路电流型逆变电路

换流方式电压型逆变电路电流型逆变电路

第五章.逆变电路5.1 换流方式5.2 电压型逆变电路5.3 电流型逆变电路5.1 换流方式逆变——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，也称为变频器。

1）变频器的分类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。

S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。

电阻负载时，负载电流io 和u o的波形相同，相位也相同。

阻感负载时，io相位滞后于u o，波形也不同。

2）换流方式换流——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。

1)电网换流（Line Commutation）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。

2)负载换流（Load Commutation）3) 强迫换流（Forced Commutation）4) 器件换流（Device Commutation）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）负载换流?t?t?t?tOOOO i i t 1b)a)u o uoi o i ou VT i VT 1i VT 4i VT 2i VT 3u VT 1u VT 4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。

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t
O
t
td uo
tb
t=t4 时， VT1 、 VT4 电流减至零而关断， 换流阶段结束。 t4－ t2= tg 称为换流时间。 保证晶闸管的可靠关断 晶闸管需一段时间才能恢复正向阻 断能力，换流结束后还要使 VT1、 VT4承受一段反压时间tb。 tb = t5- t4 应大于晶闸管的关断时间 tq 。 。
VT
1
VT
3
VT VT
1
C
3
13
C
+ VD
1
13
+ 1
VD
3
VD
VD
3
U V W VD
U V W
2
VD
2
I
VT
2
d
I
VT
2
d
uC13下降到零之前， VT1承受 反压，反压时间大于tq就能保 证关断。
图5-16 换流过程各阶段 的电流路径 a) b）
5.3.2 三相电流型逆变电路
t2 时 刻 uC13 降 到 零 ， 之 后
电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多。 换流方式有负载换流、强迫换流。
5.3 电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
5.3.2
单相电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
1) 电路原理
由四个桥臂构成，每 个桥臂的晶闸管各串 联一个电抗器，用来 限制晶闸管开通时的 di/dt。 工作方式为负载换相。 电容 C 和L 、 R 构成并 联谐振电路。 输出电流波形接近矩 形波，含基波和各奇 次谐波，且谐波幅值 远小于基波。
图5-11 电流型三相桥式逆变电路
iU O iV
O
2) 波形分析
输出电流波形和负载性质无关，正 负脉冲各 120°的矩形波。 输出电流和三相桥整流带大电感负 载时的交流电流波形相同，谐波分 析表达式也相同。 输出线电压波形和负载性质有关， 大体为正弦波。 输出交流电流的基波有效值。
Id t
t
iW O u UV O
u UCO
u C13
u C5
O
t
u C3
-
i
Id
U CO
iU
iV
O
t
1
t
2
t
3
t
图5-17 串联二极管晶闸 管逆变电路换流过程波形
5.3.2 三相电流型逆变电路
实例： 无换向器电动机 电流型三相桥式逆变器驱动同步电动机，负载换流。 工作特性和调速方式和直流电动机相似，但无换向器， 因此称为无换向器电动机。
O u dM
wt
O
wt
图5-19 无换相器电动机电路工作波形
固定工作频率的控制方式称为他励方式。
自励方式存在起动问题，解决方法： 先用他励方式，系统开始工作后再转入自励 方式。
附加预充电起动电路。
5.3.2 三相电流型逆变电路
1) 电路分析 基本工作方式是120°导电方式 －每个臂一周期内导电 120°，每 个时刻上下桥臂组各有一个臂导通， 换流方式为横向换流。
5.3 电流型逆变电路
• 直流电源为电流源的 逆变电路称为电流型 逆变电路。
电流型逆变电路主要特点
(1) 直流侧串大电感，电流基 本无脉动，相当于电流源。 图5-11 电流型三相桥式逆变电路
(2) 交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。输出电压波形和相位
因负载不同而不同。 (3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。
图5－12 单相桥式电流型 （并联谐振式）逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
2) 工作分析
一个周期内有两个 导通阶段和两个换 流阶段。
u G1,4
O u G2,3 O iT O io O t1
t
i VT
1,4
i VT
2,3
t
Id
tg
t
t4 tf t5 t6
Id t 2 t3
t7
t
td
t 1~t 2： VT1和 VT4稳定导通阶段，iｏ=Id， t 2时刻前在 C上建立了左正右负的电压。 t2~t4：t2时触发VT2和VT3开通，进入 换流阶段。
VT 1 C13 VT 3 VD 3 VT 1VT 3压的规律：
VD 1
+-
+-
VT 1VT 3 C13
VD 3
U V
W
U V
W
VD 1VD 3 i U VV iU=Id-iV
W iV
-+
VT 1VT 3 C13
VD 1VD 3
-+
U V
W
VD 2
Id
VD 2
Id
VD 2 Id c) VT 2 Id d)
t tg 2 tb
(5-17) (5-18)
w 为电路工作角频率；g、b分别是tg、tb对应的电角度。
o
tg g w t 2 b 2b
忽略换流过程，io可近似成矩形波，展开成傅里叶级数 4I 1 1 (5-19) i d sin wt sin 3wt sin 5wt 基波电流有效值
t
t
图5-14 电流型三相桥 式逆变电路的输出波形
5.3.2 三相电流型逆变电路
串联二极管式晶闸管逆变电路
主要用于中大功率交流电动 机调速系统。 是电流型三相桥式逆变电路。 各桥臂的晶闸管和二极管串 联使用。 120°导电工作方式，输出 波形和图 5-14 的波形大体相 同。 强迫换流方式，电容 C1~C6 为换流电容。
图5-15 串联二极管式 晶闸管逆变电路
5.3.2 三相电流型逆变电路
换流过程分析
对于共阳极晶闸管，它与导通晶闸管相连一端极性为正，另一端为 负，不与导通晶闸管相连的电容器电压为零。 等效换流电容概念： 分析从 VT1向 VT3换流时，图5－16 中的 C13就是图5－ 14中的 C3 与 C 5 串联后再与C1并联的等效电容。
图5－18 无换相器电动机的基本电路
5.3.2 三相电流型逆变电路
u
uU uV uW O
wt
VT 4 导通
Ui
O iV O iW O
1
VT 1 导通 VT 3 导通 VT 6 导通
VT 2 导通
wt
wt
VT 5 导通
图5－18 无换相器电动机的基本电路
u VT
wt
BQ——转子位置检测器， 检测磁极位置以决定什么 时候给哪个晶闸管发出触 发脉冲。

负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系（忽略Ld的损 U d U 耗，忽略晶闸管压降） (5-21) Uo 1.11 d cos 2 2 cos
3 5 4I d I o1 0.9 I d 2

(5-20)
5.3.1 单相电流型逆变电路
实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化， 必须使工作频率适应负载的变化而自动调整， 这种控制方式称为自励方式。
VT VT C13反向充电。忽略负载电 C C 阻 压 降， 则二 极管 VD3 导 - + - + VD VD VD VD 通，电流为 iV，VD1电流为 i U V U V iU=Id-iV ， VD1 和 VD3 同 时 通，进入二极管换流阶段。 i =I -i i W W 随着 C13 电压增高，充电电 VD 流渐小， iV 渐大， t3 时刻 iU VD 减到零， iV=Id，VD1承受反 VT VT I 压而关断，二极管换流阶 段结束。 t3以后，VT2、VT3稳定导 图5-16 换流过程各阶段 的电流路径 通阶段。
O
t
u VT
2,3
O
t
u VT
1,4
O
u AB O
t
t
图5－13并联谐振式逆变 电路工作波形
5.3.1 单相电流型逆变电路
为保证可靠换流应在uo过零前td= t5- t2时刻触发 VT2、VT3 。 . tδ t γ tβ td 为触发引前时间 (5-16) io超前于uo的时间 表示为电角度
1 3 1 3
13 13 1 3
VT VT
1
3
V
U
d
V
V
2
2
d
2
2
c) d）
5.3.2 三相电流型逆变电路
波形分析 电感负载时， uC13 、iU 、 iV 及 uC1 、 uC3 、 uC5 波形。 uC1 的波形和 uC13 完全相 同，从 UC0降为－UC0 。 C3 和 C5 是串联后再和 C1 并联的，电压变化的幅度 是 C 1的一半。 uC3 从 零 变 到 -UC0 ， uC5 从 U C0变到零。 这些电压恰好符合相隔 120° 后 从 VT3 到 VT5 换 流时的要求。
t
VT 1,4
O
t
AB
O
t
图5－13并联谐振式逆变 电路工作波形
5.3.1 单相电流型逆变电路
io在 t3时刻，即 iVT1=iVT2时刻过零， t3时刻大体位于t2和 t4的中点。
u G1,4
O u G2,3 O iT O io
t i VT
1,4
i VT
2,3
t
Id
tg
t1 Id t 2 t3 t4 tf t5 t6 t7
uo O
tb
t
u VT
2,3
O
LT 使 VT1 、 VT4 不能立刻关断，电流有一 u 个减小过程。 VT 2 、 VT 3 电流有一个增大 过程。 4 个晶闸管全部导通，负载电容电压经两 u 个并联的放电回路同时放电。 LT1 、 VT1 、 VT3 、 LT3 到 C ；另一个经 LT2、 VT 2、 VT4、LT4到 C。