第4章 3电流型逆变器

1、Inverter主讲：伍文俊主讲：伍文俊 第四章第四章 逆变电路（逆变电路（DC-AC）自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-24.4 4.4 电流型逆变器电流型逆变器(Current Source Inverter-CSI)一、一、CSI PropertiesCSI Properties 直流侧为直流侧为电流源电流源或串联或串联大大电感电感，直流侧电流基本无，直流侧电流基本无脉动。脉动。 逆变桥各臂功率开关管不逆变桥各臂功率开关管不需反并联需反并联二极管二极管。 输出电流为输出电流为矩形波矩形波，输出，输出电压因负载阻抗不同而不电压因负载阻抗不同而不异。异。 自动化

2、与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-3二、二、Single Phase CSISingle Phase CSI1、电路分析、电路分析 采用负载换相方式工作的。 电容C和L 、R构成并联谐振电路而略呈容性。 直流侧串大电感，工作过程可认为id基本没有脉动，其值为Id。输出电流波形为矩形波。 负载对基波的阻抗大而对谐波的阻抗小，所以uo接近正弦波。自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-42、控制脉冲、控制脉冲VT1和VT4脉冲相同，VT2和VT3脉冲相同，且VT1和VT2脉冲相差180.3、波形分析、波形分析导通规律：VT1和VT4导通半个周期，VT

3、2和VT3再导通半个周期，如此交替。单相电流型逆变电路 为保证可靠换相，io超前uo足够时间，tqtoff。自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-5参数对电路的影响（为简化，负载为RLC三个并联）：参数参数1：欠阻尼负载：R=2.5,L=0.8mH,C=50uF ，谐振频率：f0=800Hz, Q=0.625,逆变频率：f =1kHz，直流滤波电感L=3.64mH自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-6参数参数2：欠阻尼负载：R=25,L=0.8mH,C=50uF ，谐振频率：f0=800Hz, Q=6.25,逆变频率：f =1kHz，直流滤

4、波电感L=3.64mHRLC三个并联电路自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-7参数参数3：欠阻尼负载：R=25,L=0.8mH,C=50uF ，谐振频率：f0=800Hz, Q=6.25,逆变频率：f =1kHz，直流滤波电感：L=36.4mHRLC三个并联电路自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-8参数1（过渡过程）参数2（过渡过程）RLC三个并联电路自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-9参数参数3：欠阻尼负载：R=25,L=0.8mH,C=50uF ，谐振频率：f0=800Hz, Q=6.25,逆变频率：f

5、=1kHz，直流滤波电感：L=36.4mHRLC三个并联电路自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-104 4、负载换相条件、负载换相条件1) 欠阻尼；2）逆变频率谐振频率r，使负载呈现容性；3） tq toff。电路提供的器件关断后所承受的反压时间电路提供的器件关断后所承受的反压时间器件固有关断时间器件固有关断时间5 5、数值关系、数值关系 输出电流的输出电流的FFT分析：分析： tttIi5sin513sin31sin4do其基波电流有效值其基波电流有效值Io1为：为： dd1o9 .024III单相电流型逆变波形自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电

6、力电子技术-1111200114811sin()cosdddiIIUu dttdtYY014sin(),1,3,5,.dnnnIun tnn Y0142dIUY 输出电压有效值：输出电压有效值： 若忽略直流侧滤波电感的内阻：其中：Yn：n次谐波负载的导纳； n：n次谐波负载的阻抗角。输出电压有效值：0111.1cos22 cosddUUU即：单相电流型逆变波形自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-12 每个功率器件开通时 ,故要串联Lk抑制 。0d id t0d id t6 6、保护、保护单相电流型逆变波形自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术

7、-13C C的作用的作用: : 欠阻尼，保证谐振；补偿负载功率因数，保证可靠换相。 工作方式： 自励方式：自励方式：实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整(逆变的工作频率取自负载端)；L Ld d作用：作用： 减小电流纹波；抑制逆变输出的交流电进入工频电网；逆变失败时造成电源短路的损害较小。 7 7、电路的启动、电路的启动单相电流型逆变波形自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-14 他励方式：他励方式：固定工作频率的控制方式； 自励方式存在起动问题自励方式存在起动问题： 先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式； 附加预充电起

8、动电路。自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-15三、三、Three Phase CSIThree Phase CSI1、电路分析、电路分析 基本工作方式是120导电方导电方式式，每个臂一周期内导电120，每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通。 换流方式为横向换流横向换流。2、波形分析、波形分析 输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120的矩形矩形波波。三相电流型逆变波形自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-16 输出电流和三相桥整流带大电感负载时的交流电流波形相同，谐波分析表达式也相同。 输出线电压波形和负载性质有关，大体为正弦波大体为正弦波，但叠加了一些脉冲。-The End-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-17作业作业: 自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-18单相电流型逆变电路单相电流型逆变电路自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系-电力电子技术-19单相电流型逆变电路波形单相电