电力电子学陈坚第四章ppt课件

1、电力电子学电力电子学电力电子变换和控制技术电力电子变换和控制技术第三版第三版陈陈 坚坚 编著编著华中科技大学华中科技大学第四章第四章 直流直流/ /交流变换器逆变器交流变换器逆变器4.1 逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理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 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路第四章第四章 直流直流/ /交流变换器交流变换器4.1 逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理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 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路n逆变器

2、的类型n逆变器输出波形性能目的4.1 4.1 逆变器的类型和性能目的逆变器的类型和性能目的n逆变器的类型n逆变器输出波形性能目的4.1 4.1 逆变器的类型和性能目的逆变器的类型和性能目的根据直流电源的特性不同可分为：根据直流电源的特性不同可分为： 电压型逆变器电压型逆变器VSIVSI 电流型逆变器电流型逆变器CSI CSI CdLdVSI VSI 特点：特点：直流输入具有电压源特性，故逆变输直流输入具有电压源特性，故逆变输出也呈现电压源特性。出也呈现电压源特性。桥臂不可直通，输出不可短路。桥臂不可直通，输出不可短路。CSI CSI 特点：特点：直流输入具有电流源特性，故逆变输直流输入具有电流

3、源特性，故逆变输出也呈现电流源特性。出也呈现电流源特性。桥臂可直通，输出可短路。桥臂可直通，输出可短路。CSICSI运用不广泛的缘由：运用不广泛的缘由：电感储能密度小，导致安装的体积大，笨重。电感储能密度小，导致安装的体积大，笨重。多数全控器件不具备逆阻特性。多数全控器件不具备逆阻特性。按逆变器电路构造不同分为：按逆变器电路构造不同分为： 单相半桥单相半桥 单相全桥单相全桥 推挽逆变推挽逆变 三相桥式三相桥式 * * *a ab bA AB BO ODV1T2T1D2D负负载载* *推推挽挽式式单单相相逆逆变变电电路路2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2Taibiciab

4、cPQ0Co2nCo1T1T2D1D2ZaiaVDT3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4b也称H桥其它分类方式其它分类方式按输出电压不同分为：按输出电压不同分为：1. 1. 恒压恒频型恒压恒频型CVCFCVCF：Constant Voltage Constant Constant Voltage Constant Frequency Frequency 2. 2. 变压变频型变压变频型VVVFVVVF：Variable Voltage Variable Variable Voltage Variable Frequency Frequency 3. 3. 脉冲电压电流型脉冲电压电流型按开

5、关器件不同及换流关断方式不同分类：按开关器件不同及换流关断方式不同分类：1.1.自关断型自关断型2.2.强迫关断型强迫关断型3.3.电网换流型有源逆变或负载反电动势换流电网换流型有源逆变或负载反电动势换流4.4.负载谐振换流型负载谐振换流型n逆变器的类型n逆变器输出波形性能目的4.1 4.1 逆变器的类型和性能目的逆变器的类型和性能目的n 谐波系数 HFHarmonic Factorn 总谐波系数 THD Total Harmonic Distortionn 畸变系数 DF Distortion Factorn 最低次谐波 LOH Lowest-Order Harmonic逆变器输出波形性能目

6、的逆变器输出波形性能目的n 谐波系数 HFHarmonic Factorn 总谐波系数 THD Total Harmonic Distortionn 畸变系数 DF Distortion Factorn 最低次谐波 LOH Lowest-Order Harmonic逆变器输出波形性能目的逆变器输出波形性能目的谐波系数 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大小。 n 谐波系数 HFHarmonic Factorn 总谐波系数 THD Total Harmonic Di

7、stortionn 畸变系数 DF Distortion Factorn 最低次谐波 LOH Lowest-Order Harmonic逆变器输出波形性能目的逆变器输出波形性能目的2211nnVVTHD总谐波系数 THDTHD定义： 一切非基波分量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表征了实践波形与理想基波正弦分量的差别程度。 公式变形： 111111212VVVVVVVVTHDnnn 谐波系数 HFHarmonic Factorn 总谐波系数 THD Total Harmonic Distortionn 畸变系数 DF Distor

8、tion Factorn 最低次谐波 LOH Lowest-Order Harmonic逆变器输出波形性能目的逆变器输出波形性能目的畸变系数 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表达出来。不同类型的滤波器对一样频率的谐波衰减也不同。DF的意义：评价非正弦周期波形经过滤波以后的畸变 程度。DFI：对应一阶滤波器2211nnInVVDFDF 的定义式DFII：对应一阶滤波器22211nnIInVVDF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

9、波器后，衰减为原来的1/nn 谐波系数 HFHarmonic Factorn 总谐波系数 THD Total Harmonic Distortionn 畸变系数 DF Distortion Factorn 最低次谐波 LOH Lowest-Order Harmonic逆变器输出波形性能目的逆变器输出波形性能目的最低次谐波 LOH最低次谐波：间隔基波频率最近的谐波 关注LOH的缘由： 逆变器的滤波器普通具有低通特性，对高次谐波衰减剧烈。因此滤波器设计时重点思索滤波器对最低次谐波的衰减效果。 LOH的决议要素： 1. 调制方式 2. 开关频率第四章第四章 直流直流/ /交流变换器交流变换器4.1

10、逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理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 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理 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路4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理 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路单相半桥逆变原理电阻负载 电容很大，近似以为电容电压不变。 电容相等，电压均分。 T1、T2周期性交替通、断，产生交变的Van图图4 4. .2 2 单单相相半半桥桥逆逆变变电电路路及及电电压压电电流流波波形形t0ai1D

11、2D1T2TR-L( (e e ) )R R- -L L负负载载电电流流波波形形t0ai1D2D1T2TamiLfVida m081( (d d) )电电感感负负载载电电流流波波形形t0aiO ON N1T2TO ON N0T043T041T( (c c) )电电阻阻负负载载电电流流波波形形t0DV21a nv( (b b ) )电电压压波波形形1T2T驱动驱动20T0T230TT1驱动导通时，T2关断。2. T2驱动导通时，T1关断tnnVvDnan sin2,5,3,1 DDVVV45.021Co2nCo1T1T2D1D2ZaiaVD单相半桥逆变原理纯电感负载图图 4 4 . . 2 2

12、单单 相相 半半 桥桥 逆逆 变变 电电 路路 及及 电电 压压 电电 流流 波波 形形t0ai1D2D1T2TR -L( ( e e ) ) R R - - L L 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0ai1D2D1T2Ta miLfVida m081( ( d d ) ) 电电 感感 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0aiO O N N1T2TO O N N0T043T041T( ( c c ) ) 电电 阻阻 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0DV21a nv( ( b b ) ) 电电 压压 波波 形形1T2T驱动驱动20T0T230TT1驱动导通时，T2关断。2. T2驱动

13、导通时，T1关断电流为什么没有直流分量？电流为什么没有直流分量？tiLdtdiLVaaD2amamamDfLiTLiTiLV882/4Co2nCo1T1T2D1D2ZaiaVD图图 4 4 . . 2 2 单单 相相 半半 桥桥 逆逆 变变 电电 路路 及及 电电 压压 电电 流流 波波 形形t0ai1D2D1T2TR-L( ( e e) ) R R - - L L 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0ai1D2D1T2TamiLfVidam081( ( d d ) ) 电电 感感 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0aiO O N N1T2TO O N N0T043T041T( ( c

14、c ) ) 电电 阻阻 负负 载载 电电 流流 波波 形形t0DV21anv( ( b b) ) 电电 压压 波波 形形1T2T驱动驱动20T0T230T单相半桥逆变原理阻感负载 5 , 3 , 11)(sinnnnmatnnZVi22)(LnRZnCo2nCo1T1T2D1D2ZaiaVD4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理 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路单相全桥逆变原理电阻负载ttt( b) 负载电压( c) 电阻负载电流波形( d) 电感负载电流波形t( e) R- L负载电流波形( f ) 输入电流波形1T驱动4T1T驱动4T2T驱动3TabVaiai

15、000000T40T430T20T1T4T2T3T2D3D4D1D1T4T2T3T2T3T1T4TR负载L负载aiRL负载2tDi2D3D1D4DT1、T4一组，T2、T3一组两组器件周期性交替通、断产生交变的VabT1、T4驱动导通，T2、T3关断T2、T3驱动导通，T1、T4关断ttttVvDab7sin715sin513sin31sin4DDmVVV27. 141DDVVV9 . 0221mDnmVnVnV114T3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4bidttt(b )负 载 电 压(c )电 阻 负 载 电 流 波 形(d )电 感 负 载 电 流 波 形t(e )R -L 负

16、载 电 流 波 形(f)输 入 电 流 波 形1T驱 动4T1T驱 动4T2T驱 动3Ta bVaiai000000T40T430T20T1T4T2T3T2D3D4D1D1T4T2T3T2T3T1T4TR 负 载L 负 载aiR L 负 载2tDi2D3D1D4D单相全桥逆变原理电感负载T1、T4通，T2、T3断时。T2、T3通，T1、T4断时。amamamaaDfLiTLiTiLtiLdtdiLV442/2iam=VD/4fL T3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4bid单相全桥逆变原理阻感负载ttt(b)负载电压(c)电阻负载电流波形(d)电感负载电流波形t(e)R-L负载电流波形(

17、f)输入电流波形1T驱动4T1T驱动4T2T驱动3TabVaiai000000T40T430T20T1T4T2T3T2D3D4D1D1T4T2T3T2T3T1T4TR负载L负载aiRL负载2tDi2D3D1D4Dttt( b ) 负载电压( c ) 电阻负载电流波形( d ) 电感负载电流波形t( e ) R - L 负载电流波形( f ) 输入电流波形1T驱动4T1T驱动4T2T驱动3Ta bVaiai000000T40T430T20T1T4T2T3T2D3D4D1D1T4T2T3T2T3T1T4TR 负载L 负载aiR L 负载2tDi2D3D1D4D5 , 3 , 11)(sinnnnm

18、atnnZVi)sin(141221tLRViDaT3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4bid4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理 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路单相全桥逆变原理阻感负载* * *a ab bA AB BO ODV1T2T1D2D负负载载* *推推挽挽式式单单相相逆逆变变电电路路推挽逆变电路 仅二个开关T1、T2轮番导电180度 开关管断态电压高一倍 2VD 要输出变压器 适用于低压小功率、须隔离的运用第四章第四章 直流直流/ /交流变换器交流变换器4.1 逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理4.3 单相逆变器单脉

19、波脉冲宽度控制4.4 正弦脉冲宽度调制技术4.5 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路经过输入直流调压：可可控控整整流流方方案案 可可控控直直流流电电源源逆逆变变器器负负载载+-交交流流电电源源直直流流环环节节滤滤波波器器斩斩波波调调压压方方案案DC/DC斩斩波波器器逆逆变变器器负负载载二二极极管管整整流流器器滤滤波波器器以上两种调压方式均需求可控的直流输入以上两种调压方式均需求可控的直流输入逆变器本身调压：ABCDRLS1S2S3S4C基基本本逆逆变变电电路路0v1vDVX-Axis1vDovE0 t tX-Axis1vov0 t CTonTonT (b) 方方波波(c) 宽宽度度 方

20、方波波t T/2TPWM输输出出电电压压波波形形0ov2Ttov2T 2tovo180o180 DVDV180不可调压单脉冲调制调压多脉冲调制调压单脉冲调压方式Nt0.5VD-0.5VDVan T1 T1、T2T2桥臂输出电压波形桥臂输出电压波形T3、T4桥臂输出电压波桥臂输出电压波形形tVbn0.5VD-0.5VDT1、T2桥臂按180方式开关T3、T4桥臂按180方式开关两桥臂驱动信号错开角Vab=Van-Vbn 全桥电路输出电压全桥电路输出电压Vab的波形的波形tVabVD-VD输出电压大小： ttttVtvDab7sin27sin715sin25sin513sin23sin31sin2

21、sin4改动移相角改动移相角，也就调理了输出电压电压。故也称移相调压，也就调理了输出电压电压。故也称移相调压nT3T4D3D4ZaiaVD/2T1D1T4D4bidVD/2单脉冲调压的电压调理特性2sin41DmVV基波幅值：基波幅值：谐波幅值：谐波幅值：nVnnVVmDnm12sin4输出电压大小平滑可调输出基波频率可调低次谐波幅值大，滤除困难。第四章第四章 直流直流/ /交流变换器交流变换器4.1 逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理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 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路4.4 正弦脉冲宽度

22、调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性4.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制冲量等效原理iitVm sin1 t期期 间间 tdV 大小、波形不一样的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只需它们的冲量面大小、波形不一样的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只需它们的冲量面积，即变量对时间的积分相等，其作用效果一样。换而言之，无论冲量积，即变量对时间的积分相等，其作用效果一样。换而言之，无论冲量的表现方式如何，只需是冲量等效的脉冲作用在惯性

23、系统上，惯性系统的的表现方式如何，只需是冲量等效的脉冲作用在惯性系统上，惯性系统的输出或呼应是根本一样的。输出或呼应是根本一样的。 正弦形 电压iitVm sin1 t期期 间间 tdV 正弦电流正弦等效窄脉冲 序列正弦电流基于冲量等效原理的直接SPWMtVtvm s i n)(1 0t45212378921 0tdVdV)( tva b( b )( tv1 0312451 098761 051 071 09120( a )( b ) S P WM等等效效电电压压( a ) 正正弦弦电电压压312345tVtvm s i n)(1 0t45212378921 0tdVdV)( tva b( b

24、 )( tv1 0312451 098761 051 071 09120( a )( b ) S P WM等等效效电电压压( a ) 正正弦弦电电压压312345 SSSmSSmKTTKmKTTKabKDTKTTVKTTKVdttVdttvTVSSSS21sin21sin2cos1cos)sin()(11)1(1)1(KsSDmSKSKKTTVVTTDsin)21sin(21KDK 按正弦规律变化，故脉冲面积按正弦规律变化M：调制比DSsmVTTMV)21sin(21输出电压基波与M成正比：4.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPW

25、M SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制双极性SPWM脉冲生成T3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4bid双极性SPWM的脉冲面积T3T4D3D4ZaiaVDT1D1T4D4bidcmrcmrcmCKVvVvVEHBFAEABTTD1212DDCKCDKCDKabVDVTTTVTTVTV121/2/rcmDabvVVVtVVVVVtVVVtvtvrDcmrmDcmrrmDcmrabsinsin)()(1双极性SPWM的特性tVtVMtVVVtvrmrDrDcmrmabsinsinsin)(11基波特性：基波特性：基波大小与调制比M成正比谐波波特性：谐波波特性：消除了低次谐波，3,5,7.

26、等次谐波没有了。LOH在开关频率附近，载波比N越大，LOH越高，有利于滤波。谐波幅值可以与基波相比较甚至更大。THD会如何？假设假设M大于大于1会怎样？会怎样？SPWM的优点00.5-1011.520.4THD=65.5%V1m=0.748VD单脉冲宽度调制滤波前波形10-100.51.52THD=160%V1m=0.748VDN = 50双极性SPWM滤波前波形32mH50f由于由于SPWM的谐波频率高，滤波器对其有剧烈的衰减作用的谐波频率高，滤波器对其有剧烈的衰减作用 单脉冲宽度调制滤波后波形0.520-101THD=52.4%V1m=0.74VD1.5THD =4.83%V1m=0.74

27、VD0.8-0.8000.52双极性SPWM滤波后波形1.54.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制单极性SPWM脉冲生成nT3T4D3D4ZaiaVD/2T1D1T4D4bidVD/2单极性SPWM脉冲面积nT3T4D3D4ZaiaVD/2T1D1T4D4bidVD/2cmkrmcmrckckkVVVvEAFBECFCTTTTDsin4/2/2/kcmrmDckDabVVVTTVVsin2/tVMVrDabsin1单极性SPWM特点 dnnVVV22 M2132)( nV1V1513VV

28、1711VV 3125VV 2927VV cmrmVVM 时时基基波波和和谐谐波波值值6,14 PN0 00 0. .2 20 0. .4 40 0. .6 60 0. .8 81 1. .0 00 0. .2 20 0. .4 40 0. .6 60 0. .8 8N=7时，基波与谐波相对值基波特性：基波特性：基波大小与调制比M成正比谐波波特性：谐波波特性：消除了低次谐波，3,5,7.等次谐波没有了。谐波幅值依然可以与基波相比较甚至更大。LOH在两倍开关频率附近，比双极性SPWM优越。tVMVrDabsin1 最低次谐波频率提高一倍，相当于单极性调制两倍开关频率的效最低次谐波频率提高一倍，相

29、当于单极性调制两倍开关频率的效果，所以也称单极倍频果，所以也称单极倍频SPWM。4.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制规那么采样SPWMcmrsbcmrsavtvTTvtvTT)(14)(1421 ， ， 不对称规那么采样：对称规那么采样：cmorrsbavtvTTT)(142 1差别：差别：不对称规那么采样的脉宽计算量、采不对称规那么采样的脉宽计算量、采样频率是对称规那么采样的样频率是对称规那么采样的2倍倍不对称调制的采样频率是开关频率的不对称调制的采样频率是开关频率的2倍。倍。不对称规

30、那么采样的谐波比对称规那不对称规那么采样的谐波比对称规那么采样小。么采样小。4.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制双极性SPWM谐波特性边带谐波载波倍频谐波基波分量 )()(cos2)(sin)2(14 )(cos2sin)2(14 )cos()(1)0(01rrccmnnnDccmDrrDabtntmnmMmJmVtmmMmJmVtMVtvn 基波的频率、相位均与调制波或参考波一样，基波幅值为MVD。n 输出波形不含载波偶次倍频谐波。n 谐波间隔为两倍基波频率，奇次载频两侧为偶此边带谐波

31、，偶次载频两侧为奇次边带谐波。0250.50.751.0双极性SPWM频谱图M=0.75N=15单极性SPWM谐波特性tntmnmMmJmVtMVtvrcmnnDrDab) 12(2cos) 1(cos)(214 cos)(112 n 基波的频率、相位均与调制波或参考波一样，基波幅值为MVD。n 输出电压中不含载波频率偶次倍频及其边带谐波。n 载波偶次倍频两侧也仅含奇次边带谐波簇。10203040506070051.0M=0.75N=15规那么采样SPWM谐波特性：会产生基波边带谐波，但很小，可忽略。不对称规那么采样载波频率两侧既有奇次边带谐波也有

32、偶次边带谐波。对称规那么采样单极倍频SPWM不能完全消除奇次倍频的边带谐波。异步伐制：同步伐制：载波比是整数。异步伐制：载波比不是整数次谐波：异步伐制时谐波频率不再是基波的整数倍，称为次谐波。低载波比时，对次谐波的思索。4.4 正弦脉冲宽度调制技术 SPWM根本原理 双极性SPWM调制 单极性SPWM调制 规那么采样SPWM SPWM的谐波特性 指定谐波消除调制SHESelected Harmonic Elimination脉宽调制 017cos7cos7cos24015cos5cos5cos241coscoscos24321732153211DmDmDDmVVVVVMVV采用SHE的缘由：载

33、波比小，谐波频率太低 求各次傅里叶级数： 第四章第四章 直流直流/ /交流变换器交流变换器4.1 逆变器的类型和性能目的4.2 电压型单相方波逆变电路任务原理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 三相逆变电路任务原理4.6 大功率逆变电路4.5 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变器SPWM调制 谐波注入SPWM 空间矢量调制4.5 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变器SPWM调制 谐波注入SPWM 空间矢量调制三相逆变器构成2dV2dVABCFED1T1D3D3T5T5D2

34、D2T6T6D4D4T5D5T 3T 3D1D1T 4T 4D6T 6D2D2T （b）电路图单相逆变器合成三相单相逆变器合成三相电路实现电路实现三个单相逆变器组合；三个单相逆变器组合；每个逆变器基波互差每个逆变器基波互差120；输出用三相变压器耦合输出用三相变压器耦合构成三相电压。构成三相电压。A相：相：T1、T4、T1、T4B相：相：T3、T6、T3、T6 C相：相：T5、T2、T5、T2每相一个每相一个H桥，适宜大功率运用桥，适宜大功率运用三相桥式逆变器2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2TaibiciabcPQ0（a）电路三个单相半桥逆变器构成：三个单相半桥逆变器

35、构成：每个半桥均每个半桥均180导电方式，导电方式，所以所以Vao、Vbo、Vco是是180方波方波半桥基波之间互差半桥基波之间互差120导电顺序：导电顺序：123234 345 456 561 612 123Vab、Vbc、Vca：120方波方波负载电压分析2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2TaibiciabcPQ0aibiciabibcicaia ab bc cca aaibiciabibcicai三角形负载三角形负载abcaVaincibiccaV.abV.bcV.anV.abbnV.cnV.n1.51.531caV. 星形负载星形负载)(31)(31.bccac

36、nabbcbnVVVVVVcaabcnbnanancaancnabbnanVVVVVVVVVVVV.)(300cnbnancnbnanVVVZVZVZV)(31.caabanVVV负载电压波形)(31)(31)(31.bccacnabbcbncaabanVVVVVVVVV 负载星形连接时：负载星形连接时：tttttVtvDAB13sin13111sin1117sin715sin51sin32)(tttttVtvDAN13sin13111sin1117sin715sin51sin2)(4.5 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变器SPWM调制 谐波注入S

37、PWM 空间矢量调制三相电流型逆变器星形负载(a) 电路电路:星型负载星型负载R RU Ud dL LdiT T1 1T T3 3T T5 5T T2 2T T6 6T T4 4a ab bc cR RR Rn naibici2222222222T T1 1ttttttttttV Vg g1 1T T2 2T T3 3T T4 4T T5 5T T6 6T T6 6V Vg g2 2V Vg g3 3V Vg g4 4V Vg g5 5V Vg g6 6000000aibici0000abidIT T1 1T T2 2T T3 3T T4 4T T5 50120( (b b) ) 波波形形（

38、导导电电类类型型）L很大，很大，id恒定恒定120度导电方式，仅两个开关同时度导电方式，仅两个开关同时导电导电1223 34 45 56 61 12三相电流型逆变器三角形负载2222ttttaibici0000a bidI01 2 0( b ) 波波 形形 （ 导导 电电 类类 型型 ）c ca ab bbiabiaicicaibci三角形负载三角形负载babccaabbabbcacaab)(3iiiiiiiiiiiiab0)(0)(bccaabbccaabiiiZiZiZi)(31baabiii2222ttttaibici0000abidI0120(b) 波波形形（ 导导电电类类型型）4.5

39、 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变器SPWM调制 谐波注入SPWM 空间矢量调制三相SPWM原理2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2TaibiciabcPQ0( (c c) )电压波形图电压波形图tttt00000Cv0Bv0AvcrvbrvarvcvDDAom_DVVVVVMVVVV866. 023212121DmaxDcmrmAom线电压最大值三相调制波正弦对称。三相调制波正弦对称。三相共用载波。三相共用载波。改动调制比改动调制比M，可改动，可改动输出电压。输出电压。改动载波比改动载波比N可改动可改动LOH。+- -1 1

40、+ +- -+- -1 1+ +- -V Vg g1 1 T T 1 1V Vg g4 4 T T 4 4V Vg g6 6 T T 6 6V Vg g3 3 T T3 3cV+- -1 1+ +- -V Vg g2 2 T T 2 2V Vg g5 5 T T 5 5参参考考波波形形成成V VR R+ +rfcf oVoVrmV)(tVar)(tVbr)(tVcr( (b b) ) 驱驱动动信信号号- -4.5 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变器SPWM调制 谐波注入SPWM 空间矢量调制HISPWMHarmonic Injection SPWM

41、0 /2-1.001.03/22vr3vrvi3vc注入谐波的根本思想桥臂之间基波电压峰值：H 桥 180调制：1.27VD三相180调制：1.1VDH 桥SPWM： VD三相SPWM ：0.866VDttttttMvvvvvvvvvrrrrrrrrrrCrBrACrBrAr3sin3sin3sin61)120sin()120sin(sin333333VAO1Vi3V AhAVBO1Vi3V BhBV CO1Vi3V ChCONZAZBZC15. 132谐波注入后的线电压峰值可达：VD谐波注入后的调制比可达：4.5 三相逆变电路任务原理 电压型三相逆变任务原理 电流型三相逆变任务原理 三相逆变

42、器SPWM调制 谐波注入SPWM 空间矢量调制空间矢量调制原理2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2TaibiciabcPQ0222323234323432dccjdcbjdcacojbojaoVSeVSeVSvevev A 轴 B 轴 22SVTsv C 轴 SV1 SV2 SV3 SV4 SV5 SV6 SV0 (-1-1-1) SV7 (1 1 1) (1-1-1) (11-1) (-11-1) (-111) (1-11) (-1-11) 11SVTsv Vr DV32 空间矢量定义：矢量合成原那么：伏秒平衡Vr (cos+jsin )Tsv1SV1+Tsv2SV2+Tsv0/7SV0 Sa、b、c= 1， 桥臂上管通，下管断；Sa、b、c= -1，桥臂上管断，下管通。23