现代电力电子技术原理与应用教学文案.ppt
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1、现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用直交换流器的基本概念直交换流器的基本概念第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器 直流可控交流的变换装置直流可控交流的变换装置 通常称为逆变器通常称为逆变器 无源逆变器:开关切换不依赖于交流侧电源无源逆变器:开关切换不依赖于交流侧电源 交直交变频器的主要单元交直交变频器的主要单元 功率传输方向的要求(运行象限)功率传输方向的要求(运行象限)电压源型与电流源型逆变器电压源型与电流源型逆变器12/14/20222现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用
2、电压源型逆变器的用途电压源型逆变器的用途第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器 交流电机(调速)驱动交流电机(调速)驱动 交流不停电电源(交流不停电电源(UPS)用于电力系统的多种电力电子装置用于电力系统的多种电力电子装置 特殊用途电源特殊用途电源 12/14/20223现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用电压源型逆变器的分类电压源型逆变器的分类第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器 脉宽调制(脉宽调制(PWM)逆变器)逆变器 方波逆变器方波逆变器 单相电压对消型逆变器单相电压对消型逆变器 多电平逆变器多电平逆变器 12/14/20224现代电力电子技术原理与应
3、用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器12/14/20225现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器“H”“H”桥桥12/14/20226现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)A点电点电位为位为正正两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥
4、动作TA+闭合,闭合,输出电流输出电流为为正正时时12/14/20227现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)A点电点电位为位为正正两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作TA+闭合,闭合,输出电流输出电流为为负负时时12/14/20228现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)逆
5、变器基本单元桥臂(半桥逆变器)A点电点电位为位为负负两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作TA-闭合,闭合,输出电流输出电流为为正正时时12/14/20229现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)A点电点电位为位为负负两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作两开关互斥动作TA-闭合,闭合,输出电流为输出电流为负负时时12/14/202210现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本
6、原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)逆变器基本单元桥臂(半桥逆变器)“引导引导”与与“强强迫迫”12/14/202211现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM基本原理基本原理三角波载波三角波载波控制电压控制电压输出电压基波分量输出电压基波分量输出电压输出电压12/14/202212现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变
7、器 PWM基本术语基本术语开关频率开关频率 fs 基波频率基波频率 f1 幅值调制率幅值调制率 ma 频率调制率频率调制率 mf 12/14/202213现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器控制波形局部放大控制波形局部放大12/14/202214现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM波形的基波分量波形的基波分量局部平均值局部平均值局部平均值局部平均值控制电压控制电压控制电压控制电压
8、输出电压基波分量(线性调制)输出电压基波分量(线性调制)输出电压基波分量(线性调制)输出电压基波分量(线性调制)12/14/202215现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM控制:线性调制与过调制控制:线性调制与过调制开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理12/14/202216现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM波形频谱(基本桥臂单元:线性调制)波形频谱(基本桥臂单元:线性调制)开关频率分量开关频率分量基波分量
9、基波分量二倍开关频率二倍开关频率附近分量附近分量12/14/202217现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM波形频谱(基本桥臂单元:过调制)波形频谱(基本桥臂单元:过调制)低频谐波分量低频谐波分量基波分量基波分量低频谐波分量低频谐波分量开关频率分量开关频率分量12/14/202218现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM逆变器输出电压逆变器输出电压基波分量:线性调制基波分量:
10、线性调制与过调制与过调制输出电压基波分量(过调制)输出电压基波分量(过调制)输出电压基波分量(过调制)输出电压基波分量(过调制)12/14/202219现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器PWM控制的特点与控制准则控制的特点与控制准则 谐波集中在开关频率及其倍频附近(线性调制)谐波集中在开关频率及其倍频附近(线性调制)开关频率应为基频的奇数倍(双电压极性切换)开关频率应为基频的奇数倍(双电压极性切换)同步调制与非同步调制同步调制与非同步调制 线性调制与过调制线性调制与过调制12/14/20
11、2220现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器为什么用为什么用PWMPWM?“调制调制”:来自通信的概念与思路:来自通信的概念与思路“冲量冲量”:来自力学的概念:来自力学的概念 电压源与电流(作用于负载)的效应电压源与电流(作用于负载)的效应 感性负载感性负载 可能的、实用的实现方法可能的、实用的实现方法12/14/202221现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用开关型逆变器的基本原理开关型逆变器的基本原理第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器方波控制方式:方波控制方
12、式:波形与频谱波形与频谱12/14/202222现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用单相全桥逆变器单相全桥逆变器第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器电路图电路图12/14/202223现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用单相全桥逆变器单相全桥逆变器第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器双电压极性切换双电压极性切换PWM:输出电压基波分量:输出电压基波分量输出电压输出电压输出电压输出电压输出电压基波分量幅值(线性调制)输出电压基波分量幅值(线性调制)输出电压基波分量幅值(线性调制)输出电压基波分量幅值(线性调制)输出电压基波分量幅值(过调制)输出
13、电压基波分量幅值(过调制)输出电压基波分量幅值(过调制)输出电压基波分量幅值(过调制)12/14/202224现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用单相全桥逆变器单相全桥逆变器第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器双电压极性切换双电压极性切换PWM:输出电压频谱:输出电压频谱线性调制线性调制线性调制线性调制过调制过调制过调制过调制12/14/202225现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用单相全桥逆变器单相全桥逆变器第五章第五章 开关型直交逆变器开关型直交逆变器双电压极性切换双电压极性切换PWM:直流侧电流:直流侧电流具有具有“虚构虚构”滤波器的滤波器的P
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