【導讀】-1- 羈蒁薃螈艿薀蚆羃膅蕿螈螆肁薈蒈羈肇薇蝕螄莆薇螂肀節(jié)薆裊袂膈薅薄肈肄膁蚇袁羀芁蝿肆艿芀葿衿膄艿薁肄膀羋螃羇肆芇袆螀蒞芆薅羆芁芅蚇螈膇芅螀羄肅莄葿螇罿莃薂羋莂蚄螅芄莁袆肀膀莀薆袃肆荿蚈聿荿螁袂芀莈蒀肇膆蕆薃袀肂蒆蚅肅羈蒅螇袈莇蒄薇蟻芃蒃蠆羆腿蒃螂蝿肅蒂蒁羅羈蒁薃螈艿薀蚆羃膅蕿螈螆肁薈蒈羈肇薇蝕螄莆薇螂肀節(jié)薆裊袂膈薅薄肈肄膁蚇袁羀芁蝿肆艿芀葿衿膄艿薁肄膀羋螃羇肆芇袆螀蒞芆薅羆芁芅蚇螈膇芅螀羄肅莄葿螇罿莃薂羋莂蚄螅芄莁袆肀膀莀薆袃肆荿蚈聿荿螁袂芀莈蒀肇膆蕆薃袀肂蒆蚅肅羈蒅螇袈莇蒄薇蟻芃蒃蠆羆腿蒃螂蝿肅蒂蒁羅羈蒁薃螈艿薀蚆羃膅蕿螈螆肁薈蒈羈肇薇蝕螄莆薇螂肀節(jié)薆裊袂膈薅薄肈肄膁蚇袁羀芁蝿肆艿芀葿衿膄艿薁肄膀羋螃羇肆芇袆螀蒞芆薅羆芁芅蚇螈膇芅螀羄肅莄葿螇罿莃薂羋莂蚄螅芄莁袆肀膀莀薆袃肆荿蚈聿荿螁袂芀莈蒀肇膆蕆薃袀肂蒆蚅肅羈蒅螇袈莇蒄薇蟻芃蒃蠆羆腿蒃螂蝿肅蒂蒁羅羈蒁薃螈艿薀蚆羃膅蕿螈螆肁薈蒈羈肇

　　

【正文】 性必須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流電路直流側的平均電壓。 ② 要求晶閘管的控制觸發(fā)角2???，使 dU 為負值。 第 4 章 逆變電路 （ 1）逆變定義：將直流電能變成交流電能。 （ 2）有源逆變：逆變電路的交流輸出側接在電網(wǎng)上。 15 （ 3）無源逆變：逆變電路的交流輸出側直接和負載相連。 電壓型逆變電路 （ 1）逆變電路分類：根據(jù)直流側 電源性質(zhì)可以分為電壓（源）型逆變電路和電流（源）型逆變電路。 （ 2）電壓（源）型逆變電路 VSI：直流側為電壓源。 （ 3）電流（源）型逆變電路 CSI：直流側為電流源。 （ 4）電壓型逆變電路舉例： ① 直流側為電壓源，或并聯(lián)有大電容。直流側電壓基本無脈動，直流回路呈低阻抗。 ② 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。 ③ 當交流側為阻感負載時，需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。 ④ 圖中逆變橋各臂都并聯(lián) 反饋二極管，為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道。 單相電壓型逆變電路 半橋逆變電路 （ 1）電路原理圖 ① 由兩個橋臂組成，其中每個橋臂均包含一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管。 ② 直流輸入側接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個電容的連接點為直流電源的中點。 ③ 負載連接在直流電源中點和兩個橋臂連接點之間。 （ 2）柵極驅(qū)動信號 ① 開關器件 V1 和 V2 的柵極信號在一個周期內(nèi)半周正偏，半周反偏，且二者互補。 ② 2~0 t ： V1 柵極高電 平， V2 柵極低電平。 ③ 42~tt ： V2 柵極高電平， V1 柵極低電平。 ④ 64~tt ： V1 柵極高電平， V2 柵極低電平。 （ 3）電壓與電流波形圖 ① 2~0 t ： V1 柵極高電平， V2 柵極低電平，因此 V1 為通態(tài)， V2 為斷態(tài)，則負載電壓 2/dmo UUu ?? 。 ② 2t 時刻： V1 開始關斷，但感性負載中的電流 oi 不能立即改變方向，于是 VD2 導通續(xù)流（稱為續(xù)流二極管），則負載電壓 2/dmo UUu ???? 。直到 3t 時刻 oi 降為零時， VD2 截止， V2 開始導通，負載電壓仍為 2/dmo UUu ???? ， oi 反向。 ③ 其他時刻同理。 （ 4）有功功率與無功功率 ① 當 V1 或 V2 為通態(tài)時，負載電流與電壓同方向，直流側向負載提 供能量。 ② 當 VD1 或 VD2 為通態(tài)時，負載電流與電壓反向，則負載電感中儲存的能量向直流側反饋，即負載電感將其吸收的無功能量反饋回直流側，反饋回的能量暫時儲存在直流側電容中，直流側電容器起著緩沖這種無功能量的作用。 （ 5）應用說明 ① 上述電路中開關器件若為晶閘管，則需要使用強迫換流電路。 ② 半橋逆變電路優(yōu)點是結構簡單，使用器件少，但缺點是輸出交流電壓幅值僅為 2/dU ，且直流側需要兩個電容器串聯(lián)。 ③ 半橋逆變電路常使用在幾千瓦以下的小功率逆變電源中。 16 三相電壓型逆變電路 三相電壓型橋式逆變電路 （ 1）電路圖 ① 開關器件為 IGBT。 ② 直流側由兩個電容器組成，電壓中點為 N? 。 ③ 直流電壓為 dU ，因此“ +”電壓為 2/dU ，“ — ”電壓為 2/dU? 。 ④ 負載側中點為 N。 （ 2）工作方式（ o180 導電方式） ① 每個橋臂（上或下）的導電角度為 o180 ，同一相上下兩個橋臂交替導電，各相開始導電的角度依次相差 o120 。 oo 60~0 oo 120~60 oo 180~120 oo 240~180 oo 300~240 oo 360~300 V1 V1 V1 V4 V4 V4 V6 V6 V3 V3 V3 V6 V5 V2 V2 V2 V5 V5 ② 任一瞬間，將有三個橋臂同時導通，可能是上面一個橋臂下面兩個橋臂，也可能是上面兩個橋臂下面一個橋臂同時導通。 ③ 每一次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行，即縱向換流。 （ 3）負載線電壓波形 ① 針對 U 相，當橋臂 1 導通時， 2/dNU Uu ?? ，當橋臂 4 導通時， 2/dNU Uu ??? ，因此 NU?u 是幅值為 2/dU 的矩形波，V、 W 兩相的情 況與 U 相類似。 ② NU?u 、 NV?u 、 NW?u 相位依次相差 o120 。 ③ 負載線電壓公式：?????????????????NUNWWUNWNVVWNVNUUVUUUUUUUUU ，幅值為 dU 的矩形波，相位依次相差 o120 。 （ 4）負載相電壓及中點電壓波形 ① 負載相電壓公式：?????????????????NNNWWNNNNVVNNNNUUNUUUUUUUUU 其中， NN?U 為負載中點 N 與直流電源中點 N? 之間的電壓。 ② 上式中，通過求解 NN?U 才能得出負載相電壓 將上式相加： NNNWNVNUWNVNUN 3 ???? ?????? UUUUUUU 則： )(31)(31 WNVNUNNWNVNUNN UUUUUUU ?????? ???? 考慮負載側為三相對稱負載，即 0WNVNUN ??? UUU 因此： )(31 NWNVNUNN ???? ??? UUUU ③ 中點電壓 NN?U 的波形：矩形波，頻率為 NU?U 的 3 倍，幅值為 NU?U 的 1/3 倍，即 6/dU 。 ④ 負載相電壓波形：?????????????????NNNWWNNNNVVNNNNUUNUUUUUUUUU ，階梯波，幅值為 3/2 dU ，三相互差 o120 。 17 電流型逆變電路 （ 1）定義：直流電源為電流源的逆變電路，一般 情況下為大電感形式的直流電流源。 （ 2）電流型三相橋式逆變電路： （ 3）電流型逆變電路的特點： ① 直流側串聯(lián)大電感，相當于電流源。直流側電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 ② 電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。 ③ 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電感起緩沖無功能量的作用。 第 5 章 直流 直流變流電路 （ 1）直流 直流變流電路（ DCDC）定義：將一種直流電變?yōu)榱硪还潭?壓或可調(diào)電壓的直流電的裝置。 （ 2）常見的直流 直流變流電路為直流斬波電路。 （ 3）基本直流斬波電路為：降壓斬波電路和升壓斬波電路。 降壓斬波電路 電路原理圖 （ 1）包含全控型器件 V，由 IGBT組成。 （ 2）包含續(xù)流二極管 VD，作用是保證 IGBT關斷時給負載中電感電流提供通道。 （ 3）負載：直流電動機，兩端呈現(xiàn)反電動勢 mE 。 （ 4）分析前提：假設負載中電感值很大，即保證電流連續(xù)。 工作原理分析 （ 1）給出 IGBT的柵射 極電壓 GEU 波形，即 Gi 波形，周期為 T。 （ 2） 10t? （ ont ）期間： IGBT導通，電源 E 向負載供電，負載電壓 EU?o ，由于電感存在，因此負載電流不能突變，所以按指數(shù)曲線上升。 （ 3） Tt?1 （ oft ）期間：控制 IGBT關斷，負載電流 經(jīng)過續(xù)流二極管 VD續(xù)流，負載電壓基本為 0，負載電流呈現(xiàn)指數(shù)曲線下降。 （ 4）當負載電感值較大時，負載電流連續(xù)而且脈動小。 公式 （ 1）負載電壓平均值： EETtU on ???o，其中 ? 為占空比。 （ 2）電感 L 極大時，負載電流平均值：REUI mo ??o。計算題：例 51 總結 （ 1）通過改變降壓斬波電路的占空比大小，就可以改變輸出負載電壓的平均值。 升壓斬波電路 電路原理圖 （ 1）包含全控型器件 V，由 IGBT組成。 （ 2）包含極大值的電感 L 和電容 C。 18 （ 3）負載為電阻 R。 工作原理分析 （ 1）當 IGBT導通階段： ? 電源 E 向電感 L 充電，充電電流為恒定電流 1I ； ? 電容 C 上的電壓向負載 R 供電，因 C 值很大，因此輸出電壓為恒值 oU 。 ? 通態(tài)時間為 ont ，此階段電感 L 上積蓄能量為 ontEI1 。 （ 2） 當 IGBT關斷階段： ? 電源 E 和電感 L 共同向電容 C 充電，并向負載 R 提供能量。 ? 此期間，電感 L 釋放的能量為 offtIEU 1o )( ? 。 公式 （ 1）當電路處于穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T中電感 L