模块4-电子电路与电力电路2

电力电子技术概论属于直流-交流变换（DC-AC）整流与逆变基本电路对比逆变电路（inverter）整流电路:正半周时D1、D4导通，负半周时D2、D3导通，输出为脉动的直流电。逆变电路:首先使T1、T4导通，然后使T2、T3导通，输出电压将正负交替变化。逆变电路逆变电路所用元件逆变电路必须用可控元件（GTO、MOSFET、IGBT等）作开关控制元件输出波形uo只是交变的方波。为了尽可能形成正弦波，实际电路要复杂很多T1T4导通T1T4导通T2T3导通还不像交流电逆变电路逆变电路分类单相逆变三相逆变逆变电路逆变电路分类电压型（直流侧并联大电容）电流型（直流侧串联大电感）三相电压型逆变器T1-T6：功率开关晶体管D1-D6：功率续流二极管导通顺序（见下页）三相电压型逆变器逆变电路0°-60°60°-120°120°-180°180°-240°240°-300°300°-360°T1T2T3T4T5T6开关管导通顺序及电压波形有点像交流电了大致可以看出，每个管子导通180°，ABC三相彼此错开120°逆变电路各管导通情况分析举例0°-60°时，T1、T3、T5导通UAN=UCN=U/3，UBN=-2U/360°-120°时，T1、T5、T6导通UAN=2U/3，UBN=UCN=-U/3逆变电路（inverter）逆变电路（inverter）关于控制电路控制功率变换电路以驱动电机工作信号处理、解算、变换可控整流电路的GTO触发直流斩波电路的占空比控制逆变器电路的脉宽调制（PWM）保护电路等电源驱动电机信号反馈转子位置传感器控制电路功率变换电路（主电路）电流检测器输入命令负载脉宽调制技术（PWM）什么是PWM(PulseWidthModulation)通过控制开关器件的通断，使功率电路输出一系列幅度相同、宽度可调（即占空比可变）的脉冲通常采用载波uc与调制信号波ur进行比较的方法产生可调脉冲简单的PWM控制当ur＞uC时产生功率管的控制信号uG，功率管可导通改变ur即可调节占空比用三角波作uc用直流作ur脉宽调制技术（PWM）用三角波作uc用直流作ur脉宽调制技术（PWM）什么是PWM(PulseWidthModulation)通过控制开关器件的通断，使功率电路输出一系列幅度相同、宽度可调（即占空比可变）的脉冲通常采用载波uc与调制信号波ur进行比较的方法产生可调脉冲简单的PWM控制当ur＞uC时产生功率管的控制信号uG，功率管可导通改变ur即可调节占空比用三角波作uc用直流作ur脉宽调制技术（PWM）什么是PWM(PulseWidthModulation)通过控制开关器件的通断，使功率电路输出一系列幅度相同、宽度可调（即占空比可变）的脉冲通常采用载波uc与调制信号波ur进行比较的方法产生可调脉冲简单的PWM控制当ur＞uC时产生功率管的控制信号uG，功率管可导通改变ur即可调节占空比用三角波作uc用直流作ur脉宽调制技术（PWM）什么是PWM(PulseWidthModulation)通过控制开关器件的通断，使功率电路输出一系列幅度相同、宽度可调（即占空比可变）的脉冲通常采用载波uc与调制信号波ur进行比较的方法产生可调脉冲简单的PWM控制当ur＞uC时产生功率管的控制信号uG，功率管可导通改变ur即可调节占空比用三角波作uc用直流作urSPWM(SinusoidalPulseWidthModulation)（1）信号选择以正弦波信号作调制信号ur，用三角波作载波信号uc（2）导通顺序以单相桥式SPWM为例：T1T4-T2T3-T1T4…正弦波脉宽调制逆变器单相桥式SPWM逆变器SPWM型逆变器（3）SPWM的控制方式给应导通的功率管加调制信号有两种方式：单极性：

正半周时ur、uC的PWM信号仅控制T1T4导通（T2T3关断）；

负半周时ur、uC的PWM信号仅控制T2T3导通（T1T4关断）。双极性：ur、uC产生的PWM信号同时控制T1T4与T2T3：

ur＞uC时T1T4导通、T2T3关断；ur＜uC时T2T3导通、T1T4关断。单极性SPWM控制方式SPWM型逆变器（4）SPWM调制方法以三角波为载波信号uc，以正弦波为调制信号ur当ur＞uC时，给功率管触发信号uG功率管输出的电压脉冲宽窄不一，但与正弦波是等效的！ucurU单极性SPWM调制方法SPWM型逆变器（4）SPWM调制方法双极性SPWM调制方法应用（SPMW）SPWM型逆变器（5）SPWM(单相)调制方法SPWM型逆变器（5）SPWM(单相)调制方法SPWM型逆变器（6）SPWM(三相)调制方法SPWM型逆变器（5）续流二极管的作用（snubberdiode）对于电感性负载（如电动机），当开关电路切换之后，由于电感电流iL不会突变，必须经过二极管提供续流通路。

仍以前面单极性SPWM为例，当T1导通而T4关断时，iL将通过二极管D2续流。iL属于交流-交流变换（AC-AC）调频电路(cyclon)整流电路:正半周时D1、D4导