第5章a逆变电路.pptVIP

GTO驱动特点 开通正电流脉冲要求前沿陡、幅值大、足够宽。 5~10A/μs 10~60μs 关断负电流脉冲前沿陡度和幅值要求更高 10~50A/μs 1/3Id 100μs IGBT驱动特点 电压驱动型 开通时，正向开通电压要求前沿很陡，以缩短开通时间，减小开通损耗。 关断时，反向关断电压要求前沿很陡，以缩短关断时间，减小关断损耗。 考虑感性负载，开通、关断电流、电压变换率不能过大。 UGE(正向15V~20V，反向-15V~-5V)、RG(参考课本)要取合适值。 电力MOSFET的驱动特点 电压型驱动器件 输入阻抗高、极间电容大，通断动态时需要 一定电流，稳态时驱动电路几乎为零 开关速度快、驱动功率小、驱动电路简单 栅极绝缘层易被击穿，则删源电压不得超过±20V 2 逆变电路中器件的换流方式 器件换流 电网换流 负载换流 强迫换流 5.3 电流型逆变电路 1 载波比和调制度 为了得到所需的PWM输出电压，通常可以采用将期望输出的电压波形（称为调制波，modulation wave）与载波信号（carrier wave，通常为三角波或锯齿波）相比较，即用调制波对载波进行调制，然后用比较产生的信号去控制电力电子器件的导通与关断，就能得到所需的PWM输出电压。 调制信号幅值Ump与载波信号幅值Ucp之比称为调制度，常用M来表示。亦称调制比或调制系数。一般在0到1之间取值。 M= Ump / Ucp M≤1时，线性调制区 M＞1时，过调制区 5.4.3 PWM逆变电路的工作原理 1.单相PWM逆变电路 双极性SPWM控制方式也是在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制器件的通断， 对各开关器件的控制规律如下： 当uruc时，给VT1,4导通信号，给VT2,3关断信号，uo=Ud 若io0，VD1,4流过电流； 若io0，VT1,4流过电流。 当uruc时，给VT2,3导通信号，给VT1,4关断信号，uo=?Ud 若io0，VD2,3流过电流； 若io0，VT2,3流过电流。 对于180o导电方式的逆变器，为了防止同一相上下两桥臂开关管同时导通而引起直流侧电源短路，要采取“先断后通”的方法，也就是先给应关断的开关管关断信号，待其完全关断后，然后再给应导通的器件发开通信号，即在两者之间留一个短暂的死区时间。死区时间的长短要视器件的开关速度而定，开关速度越快，死区时间越短。这种“先断后通”的方法对于工作在上下桥臂通断互补的其他电路也是适用的。 电路由4个桥臂构成，每个桥臂的晶闸管各串联一个电抗器LT。LT用来限制晶闸管开通时的di/dt，各桥臂的LT之间不存在互感。使桥臂1、4与桥臂2、3轮流导通，就可以在负载上得到交流电。 该电路主要使用在中频感应加热场合，负载一般是电磁感应线圈，用来加热置于线圈内的金属材料。因为功率因数很低，故需要并联补偿电容器C。C和L、R构成并联谐振电路，故这种逆变电路也被称为并联谐振式逆变电路。该电路通常采用负载换流方式，要求负载电流相位超前于电压，因此补偿电容应使负载过补偿，使负载电路总体上工作在容性小失谐的情况下。 GTO构成的三相桥式电流型逆变器如下图所示，直流侧串接的大电感Ld使输入电流平直，构成电流源内阻特性。 其基本工作方式是120o导电方式，即：每个桥臂一周期内导电120o，按VT1到VT6的顺序每隔60o依次触发导通。 换流时，为给负载电感中的电流提供流通路径、吸收负载电感中储存的能量，必须在负载端并联三相电容Cu、Cv、Cw，否则将产生巨大的换流过电压损坏开关管。 工作过程分析 I：VT1,6导通，iu=Id、iv=?Id、iw=0 II：VT1,2导通，iu=Id、iv=0、iw=?Id III：VT2,3导通，iu=0、iv=Id、iw=?Id IV：VT3,4导通，iu=?Id 、iv=Id、iw=0 V：VT4,5导通，iu=?Id 、iv=0、iw=Id VI：VT5,6导通，iu=0、iv=?Id、iw=Id 将线电流iu波形与三相桥式电压型逆变器的输出线电压uuv波形比较可知，二者波形完全相同，都是简单的交变矩形波。 将iu展开成傅立叶级数得 式中