电力电子学 第三版 陈坚 C4.pptxVIP

1 第四章 直流/交流变换器（逆变器） 电力电子学—电力电子变换和控制技术（第三版） 2 第四章 直流/交流变换器（逆变器） 4.1 逆变器的类型和性能指标 4.2 电压型单相方波逆变电路工作原理 4.3 单相逆变器单脉波脉冲宽度控制 4.4 正弦脉冲宽度调制技术 4.5 三相逆变电路工作原理 4.6 大功率逆变电路 3 第四章 直流/交流变换器 4.1 逆变器的类型和性能指标 4.2 电压型单相方波逆变电路工作原理 4.3 单相逆变器单脉波脉冲宽度控制 4.4 正弦脉冲宽度调制技术 4.5 三相逆变电路工作原理 4.6 大功率逆变电路 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 4 逆变器的类型 逆变器输出波形性能指标 4.1 逆变器的类型和性能指标 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 5 依据直流电源的特性不同可分为 电压型逆变器VSI 电流型逆变器CSI VSI 特点： 直流输入具有电压源特性，故逆变输出也呈现电压源特性。 桥臂不可直通，输出不可短路。 CSI 特点： 直流输入具有电流源特性，故逆变输出也呈现电流源特性。 桥臂可直通，输出可短路。 VSI应用广泛，CSI通常在大功率领域有所应用。原因是： 电感储能密度小，导致装置的体积大，笨重。 多数全控器件不具备逆阻特性,使用时需串联二极管。 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 6 按逆变器电路结构不同分为 单相半桥 单相全桥 推挽逆变 三相桥式 也称H桥 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 7 其它分类方式 按输出电压不同分为： 1. 恒压恒频型（CVCF：Constant Voltage Constant Frequency ） 2. 变压变频型（VVVF：Variable Voltage Variable Frequency ） 3. 脉冲电压（电流）型 按开关器件不同及换流关断方式不同分类： 1.自关断型 2.强迫关断型 3.电网换流型（有源逆变或负载反电动势换流） 4.负载谐振换流型 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 8 谐波系数 HF（Harmonic Factor） 总谐波系数 THD （Total Harmonic Distortion） 畸变系数 DF （Distortion Factor） 最低次谐波 LOH （Lowest-Order Harmonic） 逆变器输出波形性能指标 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 9 谐波系数 HF 谐波系数定义： 第n次谐波分量的有效值和基波分量的有效值之比。 定义公式： HFn = Vn / V1 无效成份 有效成份 越小越好 意义： HF表征了某一次谐波含量相对于基波的大小。 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 10 总谐波系数 THD THD定义： 所有非基波成份的有效值与基波分量有效值之比。 定义公式： 总无效成份 有效成份 越小越好 理想正弦为零 意义： THD表征了实际波形与理想基波正弦分量的差异程度。 公式变形： 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 11 畸变系数 DF 畸变系数：各次谐波分量经过加权以后的总有效值与基波有效值之比。 加权的含义： 滤波器对不同的频率分量衰减不同，故滤波后的各谐波分量不再是滤波前的值。应该将滤波器对谐波的衰减效应体现出来。 不同类型的滤波器对相同频率的谐波衰减也不同。 DF的意义：评估非正弦的周期性波形经过滤波以后的畸变程度。 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 12 DFI：对应一阶滤波器 DF 的定义式 DFII：对应一阶滤波器 第n次谐波经过滤波器后，衰减为原来的1/n2 第n次谐波经过滤波器后，衰减为原来的1/n 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 13 最低次谐波 LOH 最低次谐波：距离基波频率最近的谐波 关注LOH的原因： 逆变器的滤波器一般具有低通特性，对高次谐波衰减强烈。因此滤波器设计时重点考虑滤波器对最低次谐波的衰减效果。 LOH的决定因素： 1. 调制方式 2. 开关频率 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 14 第四章 直流/交流变换器 4.1 逆变器的类型和性能指标 4.2 电压型单相方波逆变电路工作原理 4.3 单相逆变器单脉波脉冲宽度控制 4.4 正弦脉冲宽度调制技术 4.5 三相逆变电路工作原理 4.6 大功率逆变电路 第4章 直流/交流变换器（逆变器） 15 4.2 电压型单相方波逆变电路工作原理 单相半桥逆变电路 单相全桥逆变电路 变压器中心抽头推挽逆变电