第六章：无源逆变

2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-1第6章无源逆变电路2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-2概述无源逆变直流交流（向负载直接供电）无源逆变电路简称逆变电路

通常由全控器件构成逆变与变频逆变电路经常与变频的概念联系在一起变频电路：交交变频和交直交变频两种交直交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-3

无源逆变技术的应用直流电源如蓄电池、干电池和太阳能电池逆变电路交流负载供电直流电源给交流负载供电2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-4交流电源：如列车照明、感应加热电源、电解电镀电源、不停电电源（UPS）、高频焊机、高频电子镇流器和航空电源等。

无源逆变技术的应用交流调速系统：如铁道牵引、大型工矿机车、城市有轨交通（地铁和轻轨车）、矿井提升设备等。RO1BrakeControl+24VBrakeResistor2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-5无源逆变器的基本类型按电路结构分类桥式零式按输出相数分类单相多相按调制方法分类☆PWM（脉冲宽度调制）PAM（脉冲宽度调制）方波、阶梯波按开关器件导通的角度分类180

导电型120

导电型2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-6逆变器的基本类型（续）按直流侧电源的性质分类（常用此分类）☆电压型逆变器

电流型逆变器直流侧电源为准恒压源直流侧电源为准恒流源2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-7本章内容6.1

无源逆变电路的原理6.3三相逆变器工作原理6.4PWM技术6.5其它PWM控制方法6.6三电平逆变器的原理2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-8要求及重点要求：了解无源逆变电路的分类；掌握电压型逆变电路的工作原理、特点；掌握三相电压型逆变电路的结构、方波控制情况下工作原理分析、电压波形、电流波形；了解三相电流型逆变电路的结构；掌握电压型逆变电路与电流型逆变电路的特点比较；理解方波控制逆变器的缺点；掌握SPWM技术。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-9要求及重点重点：三相电压型逆变电路的工作原理和特点、正弦脉宽调制技术（SPWM技术）。难点：脉宽调制技术、分频比的选取对逆变器输出电压的影响。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-106.1无源逆变电路的原理一、单相半桥逆变电路(电压型)1、电路结构2、工作原理/波形分析T1导通、T2截止：Uan=Ud/2T1截止、T2导通：Uan=-Ud/22024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-11由工作原理/波形分析得到的结论☆①T1、T2轮流导通，使直流交流②改变T1、T2的切换频率，便可改变输出交流电的频率——变频。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-12③与输出电压同方向的电流流过开关管T，反方向的电流流过二极D，因此在电压型逆变器中二极D是不可少的，它提供了反向电流通路，故称为反馈二极管。同时D又起着使负载电流连续的作用，因此又称为续流二极管。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-13④T1、T2不能同时导通，否则将出现直流电源短路——贯穿短路。因此电压型逆变器同一桥臂上、下管的控制必须遵循“先断后开”原则。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-14一、单相半桥逆变电路（续）3、基本关系输出电压有效值输出电压表达式基波电压有效值电感负载电流峰值R-L负载电流基波分量2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-15二、单相全桥逆变电路(电压型)1、电路结构2、工作原理/波形分析T1、T4导通，T2、T3截止：Uan=UdT1、T4截止，T2、T3导通：Uan=-Ud2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-16单相全桥逆变电路（续）3、基本关系输出电压表达式基波电压有效值电感负载电流峰值R-L负载电流其中2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-176.3三相逆变器的工作原理一、三相电压型逆变器

负载连接方式Δ型连接Y型连接（一）电路结构

通常由全控器件组成2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-181、功率器件的控制规律导通顺序六个阶段，依次相差60

任何时刻有三个管子同时导通各管导通180

（二）工作原理（以180

导电型方波控制为例）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-19

1800导电型工作原理分析（续）2、各阶段的等值电路及电压值2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-201800导电型工作原理分析（续）3、电压波形相电压波形（六阶梯波）线电压波形（矩形波）电压型逆变器☆：①输出电压波形与负载性质（负载阻抗角）无关。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-211800导电型工作原理分析（续）4、电压表达式相电压表达式线电压表达式电压型逆变器方波控制时☆：①输出电压中含有大量的谐波分量，特别是

5、7、11、13次谐波！2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-221800导电型工作原理分析（续）5、电压表达式（续）相电压有效值线电压有效值电压型逆变器方波控制时☆：②交流输出电压与直流侧电压的关系固定，即方波控制电压型逆变器本身不能调节输出电压。若想调节逆变器的输出电压，只有通过调节直流侧电压才能实现。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-23二、三相电流型逆变器工作原理1、电路结构：电流型逆变器☆：①带感性负载时，输出侧必须接电容以吸收换流时负载电感中存置的能量。②桥臂必须是“逆阻型”桥臂。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-24三相电流型逆变器工作原理（续）2、工作原理及主要波形（以1200导电方式为例）功率器件的控制规律2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-25三相电流型逆变器工作原理（续）2、工作原理及主要波形线电流波形负载Δ型连接时的相电流波形电流型逆变器☆：③输出电流波形与负载性质（负载阻抗角）无关！2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-26三相电流型逆变器工作原理（续）3、线电流表达式基波电流的幅值为基波电流有效值为线电流的有效值为2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-27三相电流型逆变器工作原理（续）负载Δ型连接时的相电流表达式电流型逆变器方波控制时☆：①输出电流中含有大量的谐波分量，特别是5、7、11、13次谐波！②交流输出电流与直流侧电流的关系固定，即方波输出电流型逆变器本身不能调节输出电流。若想调节逆变器输出电流，则只有通过调节直流侧电流方式实现。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-28课堂思考

1、在电压型逆变器中，同一桥臂上的上、下开关管是否允许同时导通？2、在电压型逆变器中，为什么开关管两端要反并二极管？3、判断对错：（1）电压型无源逆变电路①输出电压与负载性质无关②输出电流与负载性质无关③直流侧电流有脉动④上、下桥臂的控制需遵循“先断后开”的原则2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-29小结1、电压型逆变器与电流型逆变器特点比较☆：直流侧电路桥臂结构桥臂控制交流输出电路2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-30电压型逆变器与电流型逆变器特点比较☆：电压型电流型直流侧电路直流侧并大电容，相当于电压源，直流侧电容起滤波和缓冲负载无功的作用直流侧串大电感，相当于电流源，直流侧电感起滤波和缓冲负载无功的作用桥臂结构“逆导型”桥臂“逆阻型”桥臂2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-31电压型电流型桥臂控制上、下桥臂的控制需遵循“先断后开”的原则，并留有足够的死区时间，以防桥臂贯穿短路相邻桥臂的控制需遵循“先开后断”的原则，以防负载开路交流输出电路输出端不能并接电容，以防输出端过电流输出端必须并接电容，以吸收感性负载换流时电感上存置的电能2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-32小结2、电压型逆变器在方波控制时的缺点☆：①输出电压中含有大量的谐波分量，特别是

5、7、11、13次谐波！②交流输出电压与直流侧电压的关系固定，即方波控制电压型逆变器本身不能调节输出电压。若想调节逆变器的输出电压，只有通过调节直流侧电压，即通过PAM控制方式才能实现。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-33关于PWM的若干问题1、逆变器控制为什么要采用PWM技术？（方波控制逆变器的问题——谐波问题、调压问题）2、为什么可以用一组脉冲波来等效正弦波呢？（PWM的理论基础——冲量等效原理）6.4PWM技术PWM波2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-343、如何等效？（SPWM的基本原理）4、如何得到SPWM波形？（SPWM的实现方法——离线计算法、调制法——单极性调制和双极性调制）5、调制法的正弦等效效果如何？（SPWM的基波电压问题——分频比N越大，逆变器的输出波形越接近正弦。）6、对脉宽调制的制约条件。关于PWM的若干问题2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-357、在变频过程中如何改变分频比N？（同步调制、异步调制问题）8、如何生成SPWM波形？（SPWM的实现手段）关于PWM的若干问题2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-36１、方波控制逆变器的输出电压表达式相电压表达式线电压表达式一、为什么要采用PWM技术？2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-37方波控制逆变器的输出电压表达式（续）相电压有效值线电压有效值2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-38２、方波控制逆变器的问题逆变器本身不能调节输出量幅值输出量中含有大量的5、7、11、13次谐波３、解决办法——采用PWM控制技术2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-39二、PWM控制的理论基础——冲量等效原理方波窄脉冲三角波窄脉冲单位冲击函数正弦半波窄脉冲f(t)d

(t)tOa)b)c)d)tOtOtOf(t)f(t)f(t)

形状不同而冲量相同的各种窄脉冲冲量指窄脉冲的面积指环节的输出响应波形基本相同2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-40PWM控制的基本原理i(t)e(t)

实例电路输入：e(t)电路输出：i(t)2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-41三、正弦脉宽调制（SPWM）原理1、目标函数——正弦电压使脉冲列电压的作用效果尽量接近正弦波电压的作用效果2、基本原理（说明SPWM波与正弦波如何等效问题）

根据冲量等效（面积等效）原理，用一组幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲列来代替正弦波。按同一比例改变各脉冲的宽度即可改变等效正弦波的幅值。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-42SPWM波若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。正弦脉宽调制（SPWM）原理（续）如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波？2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-43四、SPWM的控制方法（说明SPWM波实现方法问题）依据SPWM的原理，离线计算法——根据输出正弦波的频率、幅值和半个周期内的脉冲数计算PWM波各脉冲的宽度和间隔。缺点：计算量大，繁琐。调制法——将目标函数（波形）作为调制信号，通过对载波的调制得到PWM波形。一般用等腰三角形波作为载波；根据输出电压波形的极性可分为单极性（或不对称）调制和双极性（或对称）调制。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-44单极性调制载波——在半个周期内三角载波只有一种极性（在调制波的正半周为+极性，在调制波的负半周为-极性）。开关管控制——正半周：T1导通，T4交替通断（当ur>uc时导通、ur<uc时关断），T2、T3截止；负半周：T2导通，T3交替通断（当ur>uc时导通、ur<uc时关断），T1、T4截止。逆变器输出电压——只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-45正弦脉宽调制（SPWM）原理（续）双极性调制载波——在半个周期内三角载波有两种极性。开关管控制——同一桥臂上的两个管子处于互补工作状态。ur>uc时：T1

、T4导通，T2、T3截止，uo=UDur<uc时：T2

、T3导通，T1、T4截止，uo=-UD逆变器输出电压——有两种极性，+Ud和-Ud。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-46在双极性PWM控制方式中，同一桥臂的两个管子是互补工作的。为了防止桥臂直通短路，必须在给一个管子施加关断信号后，再延迟△t时间（死区时间），才能给另一个管子施加导通信号。延迟时间的长短主要由管子的关断时间决定。这个延迟时间将会给输出的PWM波形带来影响，使其偏离正弦波。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-47与单极性调制相比，双极性调制可以使逆变器有较高的利用率（较大的输出电压）。在相同载波比的条件下，单极性调制比双极性调制有更好的谐波抑制效果。因为单极性调制时输出电压波形的变化幅度为Ud

，而双极性调制时输出电压波形的变化幅度为2Ud。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-48三相逆变器一般采用双极性调制☆A相控制原理：当ura>uc时，上桥臂T1导通，下桥臂T4关断，uao=Ud/2；当ura<uc时，T4导通，T1关断，uao=-Ud/2。三相调制信号ura、urb和urc的相位依次相差120°。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-49定义载波频率fc与调制波频率fr之比为载波比（分频比）N三相逆变器一般采用双极性调制☆2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-50三相逆变器一般采用双极性调制☆定义调制波与载波的幅值之比为调制比（调制深度）M2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-51五、SPWM波的基波电压在电压型逆变器输出的SPWM电压波形中对负载有用的只是基波电压，谐波电压在负载上产生谐波电流，只会给负载带来负面影响，如产生谐波损耗、噪音、脉动转矩。因此输出电压中基波电压分量越大越好。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-52可以证明当n（N）较大时，SPWM输出电压波形(uo)中的基波电压与调制信号ur的幅值近似成正比，因此：调节调制信号ur的幅值便可控制输出电压基波的幅值☆。调节调制信号ur的频率便可控制输出电压基波的频率☆2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-53SPWM波的基波电压SPWM脉冲的一般表达式：经数学分析后得到的几个结果和结论：（前提条件：n不太少→sin(

/2n)

/2nsin(

i/2)

i/2）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-54

结论一☆：输出基波电压幅值U1m与脉宽

i有关，因此改变调制信号ur的幅值可以改变各脉冲的宽度，实现对逆变器输出电压基波的平滑调节。

此结论说明了如何调节SPWM逆变器输出电压问题。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-55

结论二☆：脉冲宽度与该处正弦值近似成正比，因此输出的SPWM波是两侧窄、中间宽、脉宽按正弦规律逐渐变化的序列脉冲波形。

此结论说明了用调制方法得到的SPWM输出电压脉冲是按正弦规律分布的。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-56U1m=Um

此结论进一步说明了如何调节SPWM输出电压问题，并说明SPWM输出电压的作用效果与其基波分量的作用效果是一样的。结论三☆：SPWM逆变器输出的基波电压与调制信号的幅值乘正比，该基波电压与被等效的正弦波电压相等。

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由整个推导过程得结论四☆：一个调制周期内的脉冲数n越多，逆变器输出波形越接近正弦。脉冲数n能无限多吗？

此结论说明了SPWM输出电压与正弦电压的等效效果与脉冲数n有关，即与载波比（分频比）N有关，n越大，等效效果越好。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-581、器件的开通时间ton、关断时间toff对调制比M的限制（最小脉宽与最小间歇的限制）：

为保证主电路开关器件的安全工作，必须使调制成的脉冲波有个最小脉宽与最小间歇的限制，以保证最小脉冲宽度大于开关器件的导通时间ton，而最小脉冲间歇大于器件的关断时间toff。因此对M有限制：

M在0~1之间，实际上小于1。

六、对脉宽调制的制约条件☆

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长春工业大学人文信息学院6-592、器件开关频率对分频比N的限制：为了使逆变器的输出波形尽量接近正弦波，应尽可能增大N

，但N必须满足下列条件既然分频比N受到限制，那么在调制信号频率变化时应如何改变N才能保证好的正弦效果呢？2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-60七、同步调制与异步调制☆

根据调频过程中载波比的变化情况，PWM调制方式可分为异步调制、同步调制和分段同步调制。1、异步调制——载波信号和调制信号不同步变化的调制方式，通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-61异步调制特点：波形对称性差——在调制波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称；当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小——低频运行区的特性相对较好；当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的不利影响变大——高频运行区的特性相对较差。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-622、同步调制——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时使载波与信号波保持同步，即N等于常数。

同步调制三相PWM波形要求：三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。特点：高频运行区特性好；低频运行区特性差。同步调制与异步调制（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-63分段同步调制方式举例

3、分段同步调制——异步调制和同步调制的综合应用讨论：把整个fr范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段的N不同在fr高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高；在fr低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低为防止fc在切换点附近来回跳动，采用滞后切换的方法结论：同步调制比异步调制复杂，但用微机控制时容易实现可在低频输出时采用异步调制方式，高频输出时切换到同步调制方式，这样把两者的优点结合起来，和分段同步方式效果接近同步调制与异步调制（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-64八、SPWM波形生成方式

（说明SPWM波实现手段问题）（一）模拟控制生成方式

特点：实时性好，但控制电路复杂，可靠性差2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-65（二）数字控制生成方式专用芯片生成：控制电路简单、可靠且实时性好。用微机实时计算生成SPWM控制信号：关键问题是如何快速、准确地计算出脉冲宽度。这主要取决于脉冲宽度计算方法和微机的计算速度。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-66脉冲宽度经典计算方法介绍1、基本概念自然采样法：按照正弦调制波与三角载波的自然交点，采集脉冲前、后沿时刻，生成SPWM波形，叫做自然采样法。（NaturalSampling）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-67脉冲宽度经典计算方法介绍（续）规则采样法：按照某种规则采集脉冲前、后沿时刻，生成SPWM波形，叫做规则采样法（RegularSampling）。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-68脉冲宽度经典计算方法介绍（续）2、自然采样法脉宽计算超越方程，求解困难！虽能确切反映正弦脉宽调制的原始方法，却不适于微机实时控制。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-69脉冲宽度经典计算方法介绍（续）3、规则采样法II脉宽计算规则采样法的实质是用阶梯波来代替正弦波，从而简化了算法，适合微机实时控制。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-70电流跟踪控制PWM（续）电流滞环跟踪控制的原理设定参考电流i*环及环宽2h将实际电流i与参考电流i*比较根据比较结果控制上、下桥臂

2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-71电流跟踪控制PWM（续）电流滞环跟踪控制的特点属于闭环控制（跟踪型PWM控制的共同特点）电流控制的精度与滞环比较器的环宽有关环宽大：谐波电流分量大，器件工作频率低；环宽小：谐波电流分量小，器件工作频率高。开关频率不固定与SPWM控制相比电流响应快控制电路简单2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-72电流跟踪控制PWM（续）影响开关频率的因素

开关频率fs与环宽2h成反比;

负载电感L越大，fs越小；直流侧电压Ud值越大，fs越大;

参考电流i*的变化率越大，fs越小；负载反电势Ea越大，fs越小。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-73电流跟踪控制PWM（续）最大的开关频率发生在Ea=0（电机堵转）且参考电流i*的变化率为零的时刻，此时

为了在功率器件的允许开关频率范围内得到较好的电流波形，派生出了很多种电流跟踪控制方法，这些控制方法的实质是：使任何时刻实际开关频率尽可能达到最大设计值。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-74二、电压空间矢量PWM控制（磁链轨迹控制）

目标函数——圆型磁通轨迹SPWM控制主要着眼于使逆变器输出电压尽量接近正弦波，至于电流波形，则还会受负载参数的影响。电流跟踪控制则直接着眼于输出电流是否按正弦变化，这比只考察输出电压波形要进了一步。三相异步电机需要输入三相正弦电流的最终目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。电压空间矢量PWM控制就是以产生圆形旋转磁场为目标来控制三相逆变器的输出电压。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-751、如何实现磁链轨迹控制？▲对异步电动机：磁链矢量是电压矢量的积分，因此通过控制电机定子电压矢量的大小、作用方向、作用时间就可以控制电机的磁链矢量。电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-762、什么是电压空间矢量？

所谓空间矢量是根据电机绕组的空间位置来定义的。在垂直于电动机轴的一个平面上，取电机定子三相绕组的轴线（它们在空间互差120度），把三相系统中的三个时间变量（电压）看成是分别位于三相绕组轴线上的三个矢量uA0、uB0和uC0，其方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间变化。三个电压矢量相加，就成为合成空间矢量us，它是一个旋转的空间矢量。uA0uSuB0uC0电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-77电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）三相电压型逆变器共有8种工作状态，即共有8种电压空间矢量，即：2种零电压矢量和6种非零电压矢量。uS1uS2uS3uS4uS5uS6uS0uS7uA0uSuB0uC0us1100(612通)us2110(123通)us3010(234通)us4011us5001us6101us7111us00002024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-78电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）３、磁链的运动方向与电压空间矢量的方向一致方波控制时的磁链轨迹正弦电压作用下的磁链轨迹2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-7918脉冲开关模式电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）PWM控制时的磁链轨迹2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-8030脉冲开关模式电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）PWM控制时的磁链轨迹2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-81PWM控制技术总结PWM控制技术在电力电子领域有着广泛的应用，它推动了电力电子技术的发展谐波消除PWM技术（即波形控制）在晶闸管逆变器上用得较多，在开关频率不高的情况下它消除了危害最严重的谐波电流跟踪控制PWM技术要求功率开关器件具有较高的开关频率，通常只用在IGBT逆变器上。电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-82PWM控制技术总结SPWM技术和电压空间矢量PWM技术是目前最常用的PWM技术，相比而言，电压空间矢量PWM技术更有发展前途。

重点掌握SPWM技术电压空间矢量PWM控制（磁链跟踪控制）（续）2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-836.7三电平逆变器前面所介绍的三相逆变电路其输出电压只有两种电平两电平逆变器2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-84三电平逆变器原理输出有三个电平，故称三电平逆变器2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-85三电平逆变电路（续）Nabae电路T11

、T12导通：UAo=Ud/2T41

、T42导通：

UAo=-Ud/2D7

、T12

或D8

、T41

导通：UAo=02024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-86Nabae电路1、T11、T12有驱动信号；T41、T42无驱动信号电流通路如下：①正向电流通路：DC+→T11

→T12

→A②反向电流通路：

A→D12→D11→DC+UAo=Ud/22024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-87Nabae电路2、T41、T42有驱动信号；T11、T12无驱动信号UAo=-Ud/2，电流通路如下：①正向电流通路：A→T41→T42→DC-②反向电流通路：DC-→D42

→D41

→AUAo=-Ud/22024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-88Nabae电路3、T12、T41有驱动信号；T11、T42无驱动信号电流通路如下：①正向电流通路：O→D7

→T12

→A

②反向电流通路：A→T41→D8→OUAo=02024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-89三相三电平逆变器2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-902024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-912024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-92三电平逆变电路的特点更适合于大容量、高电压的场合。可以产生阶梯数目更多更接近于正弦的输出电压波形，减小谐波含量。由于开关动作引起的du/dt，理论上只有传统两电平逆变器的1/2，因此产生的电磁干扰大大降低。消除同样的谐波，两电平逆变器采用PWM控制所需要的开关频率较高，开关损耗大，而采用多电平逆变器只需较小的开关频率，损耗小、效率高。开关数量多，成本高，控制较复杂。2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-93课堂思考

1、单选图示电路为①电压型三电平逆变器②电压型两电平逆变器③电流型三电平逆变器④电流型两电平逆变器2024/3/11

长春工业大学人文信息学院6-94本章总结1、无源逆变：直流交流（向负载直接供电）

2、了解无源逆变电路的分类。3、掌握电压型逆变电路的工作原理、特点。4、掌握三相电压型逆变电路的结构、方波控制情况下工作原理分析、电压波形、电流波形；

了解三相电流型逆变电路的结构；

掌握电压型逆变电路与电流型逆变电路的特点比较。５、理解方波控制逆变器的缺点。2024/3/11

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