电力电子技术DCAC变换器3通信电子电子电气自动化通信电子电子电气自动化.pdf

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1、第4章DC-AC变换器 1|基本内容 概述 n 电压型逆变器（VSI）*空间矢量 PWM 控制 靈 电流型逆变器 .4.2.3电压型正弦波逆变器 迪电压型方波逆变器以及电压型阶梯波逆变器当需要改变输 出电压幅值时，一般常采用脉冲幅值调制（PAM）或单脉 冲调制（SPM）o 这类逆变器应用于大功率场合具有开关损耗低，运行可靠 等优点，但也存在动态响应慢.谐波含量大（方波逆变器）、结构复杂（阶梯波逆变器）等一系列不足。迪例如，当利用电压型逆变器驱动交流电动机时，需进行变 频变压（VVVF）控制，此时若采用PAM方式，则必须采 用两套功率调节电路与控制即:输出电压的调整依赖于可控整流电路及其控制 e

2、 而输出频率的调整则由逆变器及其控制。4.2.3电压型正弦波逆变器:这不仅使电路结构和控制复杂化，而且因电压与频率的 不同控制响应将导致系统响应变慢，这主要是由于直流 侧的储能惯性会使可控整流电路的输出电压响应远慢于 逆变器的输出频率响应。对于要求输出正弦波电压的电压型PWM逆变器，常称为 电压型正弦波逆变器。这种电压型正弦波逆变器一般应 具备以下特点即：逆变器的直流电压可采用结构简单的不控整流电路；利用单一的功率电路及其控制，可同时调整输出频率和 输岀电压，动态响应快；由于输出电压的谐波频率主要分布在开关频率及其以上 频段，因而输出谐波含量低。4.2.3.1电压型正弦波逆变器的基本原理 电压

3、型正弦波逆变器的基本原理 从图 4-24a 中容易看出：在频率恒定的 一个正弦波周期中，斩控脉冲的占空 比和斩控周期一定，而斩控脉冲的幅 值则按正弦函数变化，当要改变斩控 波形的基波幅值时，若被斩控正弦波 的幅值不变，则只需要控制斩控占空 比即可。显然，当斩控频率足够高时，其斩控 波形的谐波含戢召足够低。由于被斩控正弦波的频率恒定，因此,该方案适用于交流变压恒频控制，属 于 ACAC 变换中的交流斩波变换，其 优点就是可以直接对频率一定的输入（如 50HZ 交流电）进行斩控.以调节 交流斩波输出的基波幅值。a)图424正啟波的斩液与脉宽调制 a）正弦波新波波形 及电压型阶梯波逆变器当需要改变输

4、出电压幅值时一般常采用脉冲幅值调制或单脉冲调制这类逆变器应用于大功率场合具有开关损耗低运行可靠等优点但也存在动态响应慢谐波含量大方波逆变器结构复杂阶梯波逆变器等一系列不足与控制即输出电压的调整依赖于可控整流电路及其控制而输出频率的调整则由逆变器及其控制电压型正弦波逆变器这不仅使电路结构和控制复杂化而且因电压与频率的不同控制响应将导致系统响应变慢这主要是由于直流侧的储能惯为电压型正弦波逆变器这种电压型正弦波逆变器一般应具备以下特点即逆变器的直流电压可采用结构简单的不控整流电路利用单一的功率电路及其控制可同时调整输出频率和输岀电压动态响应快由于输出电压的谐波频率主要分布在4.2.3.1电压型正弦波

5、逆变器的基本原理 G豔誌勰霁麴斩控脉冲进行滤 4.2.3.1电压型正弦波逆变器的基本原理 针对直流电压一定的电压型逆变器，可以考虑另一种能使脉冲面积按正弦 函数变化的脉冲斩控方案即：在足够 高的斩控频率条件下，保持斩控脉冲 的幅值不变，只改变脉冲的宽度.并 使脉冲的宽度按正弦函数变化。这同样能使斩波脉冲的面积按正弦函 数变化，同时改变其正弦函数的幅值 和频率即可同时改变变换器输出基波 的幅值和频率。利用恒定直流输入的 DCAC 变换器完 全可以实现基于正弦波斩控的 VVVF 控制输出.iiXLllILn 然而，针对实际广泛应用的交流变频 器，其主要采用交流变压幽（VVVF）控制策略，即在改曼交

6、流输 出幅值的同时，还需改变其交流输出 频軍。如何利用 DOAC 变换来实现基于正弦 波斩控的 VVVF 控制输出呢？图壬24正弦波的斩波与脉宽调制 a）正弦波斩波波形 蠶齡豔厭麴蠢穀将斩 进一步观察图 424a 所示的正弦波斩控 波形，当斩控频率足够高时，占空比 和斩控周期固定而幅值按正弦函数变 篦麴波脉冲的面积也近似按正弦函 jJlli _ 图424正弦波的斩波与脉宽调制 a）正弦波斩波波形 及电压型阶梯波逆变器当需要改变输出电压幅值时一般常采用脉冲幅值调制或单脉冲调制这类逆变器应用于大功率场合具有开关损耗低运行可靠等优点但也存在动态响应慢谐波含量大方波逆变器结构复杂阶梯波逆变器等一系列不足与控制即输出电压的调整依赖于可控整流电路及其控制而输出频率的调整则由逆变器及其控制电压型正弦波逆变器这不仅使电路结构和控制复杂化而且因电压与频率的不同控制响应将导致系统响应变慢这主要是由于直流侧的储能惯为电压型正弦波逆变器这种电压型正弦波逆变器一般应具备以下特点即逆变器的直流电压可采用结构简单的不控整流电路利用单一的功率电路及其控制可同时调整输出频率和输岀电压动态响应快由于输出电压的谐波频率主要分布在