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第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆 变 器 利用晶闸管电路把直流电再变成交流电就叫逆变，这样的装置叫逆变器。同一套晶闸管电路，即能整流又能逆变的，称作变流器。 变流器工作在逆变状态时，如果将逆变出的交流电反馈到电源电网上，叫做有源逆变（如直流电动机发电反馈运行，所发的电经逆变器送回交流电网）；如果将逆变出某一频率的交流电供给负载叫无源逆变（交流电机的变频调速）。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆 变 器 10.4.1有源逆变电路 1~2点，udUd，感应电势eL与电源反向，左正右负，存储能量；2点后，udUd，eL左负右正释放能量，维持VS1继续导通，直到3点VS2导通。 1.整流状态(0απ/2) 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆变器 10.4.1有源逆变器 2.逆变状态(π/2＜α＜π) α= 2π/3 1~2点，ud0，Ud＜0，电流增加，感应电势eL与电源反向，左正右负，存储能量；2~3点，ud＞Ud，仍有Ldid/dt＞0，eL仍左正右负存储能量，此时由电机发电输出能量，另一部分反馈给电网。过3点， ud ＜Ud ， eL释放能量维持VS1继续导通，直到VS2导通它才关断。此时，电机输出电能反馈给电网，晶闸管依次导通形成交流电。 下放重物时电机反向运转，电势向下。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆变器 10.4.2 无源逆变器 1.无源逆变器的工作原理 交流电的频率取决于开关的动作快慢，要得到较高频率，必须借助半导体。 1）无源逆变器的简单工作原理 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆变器 10.4.2无源逆变器 2).单相晶闸管桥式逆变器 VS1或VS3导通时，A或B是高电位；VS2或VS4导通时， A或B是低电位。VS1、VS4一组，VS2、VS3一组交替导通得到A、B两点间的电压变化情况如图所示。 四个二极管的作用是在电感负载时，电流不能与电压同步换向，经由二极管反馈电能。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4 逆变器 10.4.2无源逆变器 2.单相无源逆变器的电压控制 (1)控制输入直流电压 (2)内部控制 脉宽控制（控制导通时间） 不改变输入电压，改变晶闸管的导通时间来控制输出脉冲的宽度，从而改变输出电压的平均值。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4.2 无源逆变器 2.单相无源逆变器的电压控制 脉宽调制PWM 为了保持频率、电压协调控制(U/f保持不变)，应使脉冲重复的频率随输出电压成比例变化。 如f降低则保持脉冲数不变，间隔拉大使输岀电压U降低。 为了使输出电压接近正弦波，可以使脉冲的宽度由小到大再到小变化。 改变脉冲数（脉冲宽度不变） 改变脉冲宽度（脉冲数量不变） 逆变器输出电压的幅值是通过改变脉冲总导通时间与总关断时间的比率来控制 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4.2 无源逆变器 2.单相无源逆变器的电压控制 波形的改善 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4.2 无源逆变器 3.无源逆变器的换相（换流） 晶闸管交替导通可以实现换流，从而得到交流电。晶闸管靠触发信号导通，但需要关断时，前面电路本身无法关断已导通的晶闸管。必须有其它措施。 限流电抗器 谐振回路 电容使负载上电压按正弦规律变化，换流时刻必须在电容放完电之前，VS3和VS2导通，使电容C上的电压作用在VS1和VS4的反向，使其关断。Ld可在换流时四个晶闸管都处于导通的短暂短路时间内限制回路里的电流。 负载是由电感L和补偿电容C组成的并联谐振回路，Ld为限流电抗器。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.4.2 无源逆变器 3.无源逆变器的换相（换流） 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.5 晶闸管的触发电路 晶闸管对触发电路的要求 (1) 触发电压和触发电流，要求触发电压 4V＜Ug＜10V； (2) 触发时间(一般在10us以下)，晶闸管从截止到完全导通需要一定时间，因此，触发脉冲的宽度必须在10us以上(最好有20us一50us)，才能保证晶闸管可靠触发。对于大电感负载，电流变化慢，需要较宽触发脉冲。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.5 晶闸管的触发电路 (3)提高抗干扰能力，不触发时，触发电路的输出电压应该小于0.15V～0.20V，必要时可在控制极上加上一个1V～2V的负偏压(就是在控制极上加一个对阴极为负的电压)。 (4)触发脉冲的前沿要陡，前沿 最好在10us以下，否则将会因温度、电压等因素的变化而造成晶闸管的触发时间前后不一致。 晶闸管对触发电路的要求