电力电子基础多重逆变电路和电平

第五变电第五讲逆变电 逆变电换流方电压型逆变电电流型逆变电多重逆变电路和多电平逆变电小第五讲逆变电 概交流侧接电网，为有源逆变交流侧接负载，为无源逆变变频电路：分为交交变频和交直交变频两种交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部各种直流电源，如蓄电池、干电池 能电池等 第五讲逆变电 逆变电路工作原理示

改变两组开关改变逆变输出4换流方式分换流——电流从一个支路向另一个支路转第五讲逆变电 换流方式分器件换流（Device在采用、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件电网换流（Line负载换流（Load强迫换流（Forced第五讲逆变电 换流方式分负载换流逆变电路例uo uo

直流侧串入大电感Ld，i

iO

iVT1

OO第五讲逆变电 换流方式分负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，对基波阻抗很大，对谐波阻抗很小，uo波形接第五讲逆变电 换流方式分t1前：VT1、VT4通，VT2、VT3断，uo、io均为正，VT2、VT3电压即为t1时：触发VT2、VT3使其开通，uo加到VT4、VT1上使其承受反压而关断，电流从VT1、VT4换到第五讲逆变电 换流方式分 第五讲逆变电 换流方式分直接耦合式强迫换 第五讲逆变电 换流方式分第五讲逆变电 换流方式分当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是 第五讲逆变电 逆变电路的分逆变电路的分类VoltageSourceTypeInverter-CurrentSourceTypeInverter-第五讲逆变电 逆变电路的分直流侧多并电容用作缓冲第五讲逆变电 逆变电路的分直流侧串有大电感Ld作为无功元件，构成高阻抗第五讲逆变电 逆变电路的分直流环节电流Id不能反向，能量反第五讲逆变电 逆变电路的分VSI与CSI 第五讲逆变电 逆变电路的分VSI与CSI第五讲逆变电 单相电压型逆变电三相电压型逆变电第五讲逆变电 单相半桥电压型逆变电工作原

oO-O

t1

t t5

VD1 单相半桥电压型逆变电工作原或VD2称为反馈二极管,它又

-OotO t1t2t5tVD1 单相半桥电压型逆变电缺点：输出交流电压幅值为Ud/2，且直流侧需第五讲逆变电 单相全桥电压型逆变电工作原理(180导通型两对桥臂交替导通180第五讲逆变电 3.2单相全桥电压型逆变电

sint

U

4U

1.27U

U

第五讲逆变电 单相全桥电压型逆变电V3的基极信号比 （0＜＜180）V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180－。输

uOuOuOO

ttttoi oit1 三相电压型逆变器电三相电压型桥式逆变第五讲逆变电 3.3三相电压型逆变器电u电的角度差120。

u u u

U 2UU u U每次换流都是在同一相上下两

uOi

2U U t件直通采取“先断后通”的方法

i 第五讲逆变电 三相电压型逆变器电负载各相到电源中点N'的电压：U相，1

uUV uUN' uVN' VW VN' WN W WN

UN' 第五讲逆变电 三相电压型逆变器电

uUN uUN' uNN' uVN u u WN WN' NN' 1

)1

第五讲逆变电 三相电压型逆变器电负载三相对称时有uUN+uVN+uWN=0，于 1(u

NN' UN' VN'

WN'第五讲逆变电 三相电压型逆变器电

sint1sin5t1sin7t

1sin13t 3Udsint1(1)ksin

n6k

2

dt

2 U

U

UUV1m2

U U第五讲逆变电 三相电压型逆变器电

sint1sin5t

1sin7t

1sin11t

1sin13t

sint1sinn

6k

t,

2

dt 2 基波幅值:

2U

0.637U

U2

0.45U第五讲逆变电 单相电流型逆变电三相电流型逆变电第五讲逆变电 单相电流型逆变电第五讲逆变电 单相电流型逆变电第五讲逆变电 titIttitIt tttttttt3t6t4ttdtIt1VTiu

uOuOii一个周期内有两个导通阶段和两i

OuOuVTOuVTOuO第五讲逆变电 单相电流型逆变电

u iOi tt5t4应大于晶闸管的关

TOioOuO

VTIt1t1I

VTVTt4tt4tdt3ttt6tt6t t ttttuVTOtuVTOtuO

t单相电流型逆变电utt5t2时刻触发VT2、VT3

OuuOiOittOuOuVTOuVTOuO

iVTtt2Itt2Id

VTVTit tttt436t tt436ttttttttt单相电流型逆变电忽略换流过程，io可近似成矩形波，展 i4Id

sint

1sin3t

1sin5t I

4I

0.9I第五讲逆变电 单相电流型逆变电负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关（忽略Ld的损耗，忽略晶闸管压降Uo

U 1.11 U 2cos 2cos第五讲逆变电 三相电流型逆变电120导电工作方式第五讲逆变电 三相电流型逆变电换流过程分V-1U3ViU=Id-WV-1U3ViU=Id-W-+ ++ d

+

第五讲逆变电 VT C1VT C1 W2Id2-+ C +

W2 d 第五讲逆变电 VT C1VT C1 W2Id2-+

Ct时刻触发

导通

被施以 压而关断Id从VT1换到VT3，C13通过VD1、相负载、W相负载、VD2、VT2

+ 流电源和VT放电，放电电流恒为I 故称恒流放电阶段。如图b） 2uC13下降到零之前，VT1反压时间大于tq就能保证关断 VTd 第五讲逆变电 三相电流型逆变电

VT CVD13UVT CVD13UiVV+VT C-+VD W22 2

VT CVDVT CVD1-3UiVV+VT C-+VD W22

i=I- 2

UuutuIUuutuI-diUiVttttuO UC0降为－UC0O 第五讲逆变电 UuutuI-UuutuI-dttttuC3和C5是串联后再和C1并联的， 从VT3到VT5换流时的要求 第五讲逆变电 电压型逆变电路—输出电压是矩形多重逆变电路—把几个矩形波组合起来，接近正弦串联多重——把几个逆变电路的输出串联起来，多用于电压型并联多重——把几个逆变电路的输出并联起来，多用于电流型多电平逆变电路—输出较多电平，使输出接近正第五讲逆变电 多重逆变电两个单相全桥逆变电路组成u1和u2相位错开=60,其中的次谐波就错开了

ttttOuOuO

多重逆变电变压器串联合成后，3次谐互相抵消，总输出电压中不3次谐波形是120矩形波，含次谐波，3k次谐波都被抵消

ttttOu2OuO

5.1多重逆变电变比为变比为 T1为Δ/Y联

三相电压型二重逆变电5.1多重逆变电变比为变比为 T2Δ0°，30u2和uU1

三相电压型二重逆变电多重逆变电由右图可看出

UU1(UA1

U

(UOUO-UUU2

Ud1 d3t1 d2 d3t (1+1U (1+1U3

1 第五讲逆变电 多重逆变电 /sint1/n(1)

sinn

n6k1

t uU1的基波有效值UU11 6Ud/0.78UdU 6Ud/n第五讲逆变电 多重逆变电UUN1 6Ud/uUN的nUUNn

6Ud/nUUN1/第五讲逆变电 多重逆变电第五讲逆变电 多电平逆变电

uUU2ttttU6t2U3U3ttUuOuOuOuOuO逆变逆变电路：以N’参考点，输出相