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第五章 直流-交流变换电路 第一节 概述 第二节 电压型逆变电路 第三节 电流型逆变电路 第四节 脉宽调制型（PWM）逆变电路 本章小结 第一节 概述 第一节 概述 一、逆变器的分类 二、逆变电路的工作原理与基本结构 三、逆变器输出波形性能指标 一、逆变器的分类 按输入电源的特点分 电压型：直流侧电源为恒压源。 电流型：直流侧电源为恒流源。 谐振环形：谐振交流环和谐振直流环。 按电路结构特点分 半桥式 全桥式 推挽式 其他形式：例如单管逆变电路等 按输出波形特点分 正弦波 非正弦波 按输出相数分 单相 三相 按负载是否为交流电源 有源逆变，负载为交流电源。 无源逆变，负载无交流电源。 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。 负载换流： 由负载提供换相电压的换相方式。 负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换相 强迫换流： 设置附加的换相电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换相方式称为强迫换相。 通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换相。 二、逆变电路的工作原理与基本结构 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理 1、逆变电路的工作原理 1、逆变电路的工作原理 1、逆变电路的工作原理 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。 2、逆变电路的基本结构 第二节 电压型逆变电路 一、单相电压型逆变电路 1、半桥逆变电路 2、全桥逆变电路 二、三相电压型逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 1、半桥逆变电路 优点：电路简单，使用器件少。 缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，且直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡。 应用：用于几kW以下的小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。 2、全桥逆变电路 特点 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，幅值高出一倍。 以上为移相调压控制方式 2、全桥逆变电路 输出电压定量分析 uo成傅里叶级数 基波幅值 基波有效值 uo为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现 阻感负载时可采用移相调压 电压型逆变电路的主要特点 二、三相电压型逆变电路 三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路 应用最广的是三相桥式逆变电路 可看成由三个半桥逆变电路组成 三相电压型逆变电路 三相电压型逆变电路 三相电压型逆变电路 三相电压型逆变电路 三相电压型逆变电路 输出线电压有效值 基波幅值 基波有效值 负载相电压有效值 基波幅值 基波有效值 防止同一相上下两桥臂开关器件直通采取“先断后通”的方法 在两个器件间留一个短暂的死区时间 “先断后通”的方法对于工作在上下两桥臂互补方式下的电路适用，单相半桥和单相全桥逆变电路必须采用此方法。 逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同 第三节 电流型逆变电路 第三节 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，相当于电流源 (2)?交流输出电流为矩形波，输出电压波形和相位因 负载不同而不同 (3)?交流侧为阻感负载时需提供无功功率，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 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 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 1、单相电流型逆变电路 保证晶闸管的可靠关断（图5-3-3） 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 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 td为触发引前时间 io超前于uo的时间 t φ表示为电角度φ （弧度） w为电路工作角频率； g、b分别是tg、tb对应的电角度 Φ为负载功率因数角 2、电流型三相桥式逆变电路 第四节 脉宽调制