详细逆变电路原理分析课件.ppt
《详细逆变电路原理分析课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《详细逆变电路原理分析课件.ppt(33页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于详细逆变电路原理分析第1页,此课件共33页哦4.14.1逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标与分类 1 1)定义:)定义:将逆变电路的交流侧接到交流电网上,把直流电逆变成同频率的交流电将逆变电路的交流侧接到交流电网上,把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去。反送到电网去。2 2)应用:)应用:直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的串级调速、高压直流输电和太阳能直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。发电等方面。1 1)定义:)定义:逆变器的交流侧不与电网联接,而是直接接到负载,即将直流电逆变器的交流侧不与电网联接,而是直接接到负载,即将直流电逆变成某
2、一频率或可变频率的交流电供给负载逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载2 2)应用:)应用:它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛,它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛,是构成电力电子技术的重要内容。是构成电力电子技术的重要内容。1 1、有源逆变、有源逆变:2 2、无源逆变、无源逆变:变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n n=60 f=60 f(1-s1-s)/p/p,(式中,(式中n n、f f、s s、p p分别表示转速、输入频率、电机分别表
3、示转速、输入频率、电机转差率转差率、电机磁极、电机磁极对数)对数)第2页,此课件共33页哦一、高频感应加热的原理 感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗。以及导体内磁 场的作用(磁滞损耗引起导体自身发热而进 行加热的)。二、感应加热系统的构成 感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。其工作步骤是由高频电源把普通电源(220v/50hz)变成高压高频低电流输出,(其频率的高低根据加热对象而定,就其包材而 言,一般频率应在480kHZ左右。)通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。一般电流
4、越大.磁场强度越高。第3页,此课件共33页哦UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),即不间断),即不间断电电源源,是将,是将蓄电池蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器逆变器等模块电路等模块电路将将直流电直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机计算机、计算机网络系统或其它、计算机网络系统或其它电力电力电子设备电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时,提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正
5、常时,UPS 将市电稳压后供应给将市电稳压后供应给负负载载使用,此时的使用,此时的UPS就是一台交流市电就是一台交流市电稳压器稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时,故停电)时,UPS 立即将电池的直流电能,通过逆变零切换转换的立即将电池的直流电能,通过逆变零切换转换的方法方法向负载继续供向负载继续供应应220V交流电交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件硬件不受损坏。不受损坏。UPS 设备通常对电压过设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。大和电压太低都提供保护。第4页,此课件共33页哦4.1.
6、14.1.1逆变器的性能指标逆变器的性能指标 (1 1)谐波系数)谐波系数HFHF:谐波分量有效值同基波分量有致值之比。:谐波分量有效值同基波分量有致值之比。(2 2)总谐波系数:总谐波系数表征了一个实际波形同其基波)总谐波系数:总谐波系数表征了一个实际波形同其基波的接近程度。的接近程度。(5 5)电磁干扰()电磁干扰(EMIEMI)和电磁兼容性()和电磁兼容性(EMCEMC)(3 3)逆变效率)逆变效率(4 4)单位重量的输出功率)单位重量的输出功率:衡量逆变器输出率密度的指标。衡量逆变器输出率密度的指标。第5页,此课件共33页哦4.1.2 4.1.2 逆变电路的分类逆变电路的分类 电压型:
7、电压型:输人端并接有大电容,输入直流电源为恒压源,逆变器将直流电输人端并接有大电容,输入直流电源为恒压源,逆变器将直流电压变换成交流电压。压变换成交流电压。电流型:电流型:输入端串接有大电感,输入直流电源为恒流源,逆变器将输入的直流输入端串接有大电感,输入直流电源为恒流源,逆变器将输入的直流电流变换为交流电流输出。电流变换为交流电流输出。(1 1)、根据输入直流电源特点分类)、根据输入直流电源特点分类 半桥式逆变电路;半桥式逆变电路;全桥式逆变电路;全桥式逆变电路;推换式逆变电路;推换式逆变电路;其他形式:如单管晶体管逆变电路。其他形式:如单管晶体管逆变电路。(2 2)、根据电路的结构特点分类
8、)、根据电路的结构特点分类第6页,此课件共33页哦4.1.24.1.2逆变电路的分类逆变电路的分类(3 3)、根据换流方式分类)、根据换流方式分类(4 4)、根据负载特点分类)、根据负载特点分类 非谐振式逆变电路非谐振式逆变电路 谐振式逆变电路谐振式逆变电路 负载换流型逆变电路;负载换流型逆变电路;脉冲换流型逆变电路;脉冲换流型逆变电路;自换流型逆变电路。自换流型逆变电路。第7页,此课件共33页哦4.1.3 4.1.3 逆变电路用途逆变电路用途 1 1、可以做成变频变压电源(、可以做成变频变压电源(VVVFVVVF),主要用于交流电动),主要用于交流电动机调速。机调速。2 2、可以做成恒频恒压
9、电源(、可以做成恒频恒压电源(CVCFCVCF),其典型代表为),其典型代表为不间断电源(不间断电源(UPSUPS)、航空机载电源、机车照明,通信等)、航空机载电源、机车照明,通信等辅助电源也要用辅助电源也要用CVCFCVCF电源。电源。3 3、可以做成感应加热电源,例如中频电源,高频、可以做成感应加热电源,例如中频电源,高频电源等。电源等。逆变器的用途十分广泛:逆变器的用途十分广泛:返返回回第8页,此课件共33页哦4.2 4.2 逆变电路的工作原理逆变电路的工作原理 开关开关T1、T4闭合,闭合,T2、T3断开:断开:u0=Ud;开关开关T1、T4断开,断开,T2、T3闭合:闭合:u0=Ud
10、;当当以以频频率率fS交交替替切切换换开开关关T1、T4和和T2、T3时时,则则在在电电阻阻R上上获获得得如如图图4.2.4(b)所所示示的的交交变变电电压压波波形形,其其周周期期Ts=1/fS,这这样样,就就将将直直流流电电压压E变变成成了了交交流流电电压压uo。uo含含有有各各次次谐谐波波,如如果果想想得得到到正正弦弦波波电电压压,则则可可通通过过滤滤波器滤波获得。波器滤波获得。图图4.2.1 单相桥式逆变电路工作原理单相桥式逆变电路工作原理 1、主要功能、主要功能:图图4.2.1(a)中主电路开关中主电路开关T1T4,它实际是各种半导体开关器件的,它实际是各种半导体开关器件的一种理想模型
11、。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管(断晶闸管(GTO)、功率晶体管()、功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅晶体管()、绝缘栅晶体管(IGBT)。)。将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。2、工作原理、工作原理:返返回回第9页,此课件共33页哦 它由两个导电臂构成,每个导电臂由一个全控器件和一它由两个导电臂构成,每个导电臂由一个全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个反并联二极管组成。在直
12、流侧接有两个相互串联的足够大的电容的电容C1和和C2,且满足,且满足C1=C2。设感性负载连接在。设感性负载连接在A、0两点间。两点间。T1和和T2之间存在死区时间,以避免上、下直通,在死区时间之间存在死区时间,以避免上、下直通,在死区时间内两晶闸管均无驱动信号。内两晶闸管均无驱动信号。1.1.电压型逆变电路电压型逆变电路半桥逆变电路结构及波形:半桥逆变电路结构及波形:4.3.1 4.3.1 电压型单相半桥逆变电路电压型单相半桥逆变电路4.3 4.3 电压型逆变电路电压型逆变电路 第10页,此课件共33页哦 输出输出电压有效值电压有效值为为:由傅里叶分析,输出由傅里叶分析,输出电压瞬时值电压瞬
13、时值为为:其中,其中,为输出电压角频率。为输出电压角频率。当当 n=1时其时其基波分量的有效值基波分量的有效值为为:(4.3.1)(4.3.2)(4.3.3)第11页,此课件共33页哦 在一个周期内,电力晶体管在一个周期内,电力晶体管T1和和T2的基极信号各有半的基极信号各有半周正偏,半周反偏,且互补。周正偏,半周反偏,且互补。若负载为阻感负载,设若负载为阻感负载,设t2时刻以前,时刻以前,T1有驱动信号导通,有驱动信号导通,T2截止,则截止,则 u0=Ud/2。t2时刻关断的时刻关断的T1,同时给,同时给T2发出导通信号。由于感性负载发出导通信号。由于感性负载中的电流中的电流i。不能立即改变
14、方向,于是。不能立即改变方向,于是D2导通续流,导通续流,u0=Ud/2。t3时刻时刻i。降至零,。降至零,D2截止,截止,T2导通,导通,i。开始反向增大,。开始反向增大,此时仍然有此时仍然有u0=Ud/2。在在t4时刻关断时刻关断T2,同时给,同时给T1发出导通信号,由于感性负发出导通信号,由于感性负载中的电流载中的电流i。不能立即改变方向,。不能立即改变方向,D1先导通续流,此时仍然先导通续流,此时仍然有有u0=Ud/2;t5时刻时刻 i。降至零,。降至零,T1导通,导通,u0=Ud/2;图图4.3.1 电压型半桥逆变电路及其电压电流波形电压型半桥逆变电路及其电压电流波形2 2、工作原理
15、:工作原理:缓缓冲冲电电感感反反馈馈的的无无功功能能量量第12页,此课件共33页哦缺点:缺点:1)交流电压幅值仅为)交流电压幅值仅为Ud/2;2)直流侧需分压电容器;)直流侧需分压电容器;3 3)为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要)为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接接LC滤波器,输出滤波器滤波器,输出滤波器LC滤除逆变器输滤除逆变器输出电压中的高次谐波。出电压中的高次谐波。优点:优点:简单,使用器件少;简单,使用器件少;应用:应用:用于几用于几kW以下的小功率逆变电源;以下的小功率逆变电源;第13页,此课件共33页哦4.3.2 4.3.2 电压型单相全桥逆变电路电压型单相全桥逆变电路
16、 全全控控型型开开关关器器件件T1和和T4构构成成一一对对桥桥臂臂,T2和和T3构构成成一一对对桥桥臂臂,T1和和T4同同时时通通、断断;T2和和T3同同时时通通、断断。T1(T)4与与T2(T3)的的驱驱动动信信号号互互补补,即即T1和和T4有有驱驱动动信信号号时时,T2和和T3无无驱驱动动信信号号,反反之之亦然,两对桥臂各交替导通亦然,两对桥臂各交替导通180。1、电路工作过程:、电路工作过程:第14页,此课件共33页哦输出方波电压瞬时值:输出方波电压瞬时值:输出方波电压有效值:输出方波电压有效值:基波分量的有效值:基波分量的有效值:图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电路和电压、电流波形图
17、电压型单相全桥逆变电路和电压、电流波形图(4.3.6)(4.3.4)(4.3.5)同同单单相相半半桥桥逆逆变变电电路路相相比比,在在相相同同负负载载的的情情况况下下,其其输输出出电电压压和和输输出出电电流流的的幅幅值值为为单单相相半半桥桥逆逆变变电电路路的的两倍。两倍。1 1)纯电阻负载时)纯电阻负载时第15页,此课件共33页哦 0tTs4,T Ts s2t3T2t3Ts s4 4期期间,间,D1、D4导通起负载电流续流作用,导通起负载电流续流作用,在此期间在此期间T T1 1 T T4 4均不导通。均不导通。图图4.3.2 电压型单相全桥逆变电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图电路和电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 详细 电路 原理 分析 课件
限制150内