【正文】 子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 ? 電壓型單相半橋方波逆變器與電壓型單相全橋方波逆變器相比 : ? 少用了一半的功率器件 ? 當(dāng)直流側(cè)電壓相等時(shí)， 180176。 導(dǎo)電的交流方波調(diào)制 時(shí)的相關(guān)波形如圖 410所示。 ? 但是要在不降低逆變器直流電壓且采用單脈沖控制的條件下，適當(dāng)降低逆變器輸出方波電壓的電壓幅值，則必須對(duì)電壓型單相全橋方波逆變器的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。 tuo0t1t2t3uo圖 49移相單脈沖調(diào)制時(shí) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)與輸出波形 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 tu G 10tu G 20tu G 30tu G 40θZa b2dU2dU 1VT2VT 3VT4VT1VD2VD 3VD4VDaia（ ） 電 路電力電子技術(shù) 2. 電壓型單相半橋方波逆變器 ? 對(duì)于一定直流側(cè)電壓且采用單脈沖調(diào)制的電壓型單相全橋逆變器，當(dāng)需要逆變器在較低的輸出交流電壓范圍運(yùn)行時(shí)，其輸出方波脈沖相對(duì)較窄 ? 這種情況下，一方面輸出脈沖的調(diào)節(jié)范圍會(huì)變小，另一方面逆變器輸出的諧波分量將變大。 ? 一般稱驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位固定的橋臂為 超前橋臂 ， 稱驅(qū)動(dòng)信號(hào)可移相的橋臂為 滯后橋臂 。 ? 對(duì)稱單脈沖無法在感性負(fù)載上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闃虮劾m(xù)流二極管的續(xù)流！ ,cruucmU rm? 2?c三 角 載 波 u ru(矩 形 調(diào) 制 波 參 考 波 ）t?ru cu?b（ ） 載 波 、 調(diào) 制 波t?abU DDU? 2??V T 1 T V 導(dǎo) 通V T 2 T 3 、 V導(dǎo) 通d（ ） 輸 出 電 壓電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 3） 移相單脈沖調(diào)制 ? 特點(diǎn)： 為實(shí)現(xiàn)對(duì)感性負(fù)載的驅(qū)動(dòng) ， 可使單相全橋逆變器四個(gè)功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為180176。根據(jù)傅立葉分析，對(duì)于圖 48所定義的時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)，寬度為 θ的方波電壓有效值 Uab和瞬時(shí)值 uab分別為 tnnnUtunn?? s i n)1(2s i nπ4)(,5,3,121dab ??????????????? ??? （ 410） 電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 2) 對(duì)稱單脈沖調(diào)制 ? n次諧波電壓幅值 Unm和基波電壓幅值 U1m分別為 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 )7,5,3(2s inπ4 dnm ????? nnnUU ?（ 411） 2s inπ4 d1m ?UU ? （ 412） ? 進(jìn)一步分析表明：對(duì)稱單脈沖調(diào)制時(shí)，改變方波寬度 θ可以有效地控制逆變器輸出電壓基波的大小，但不能有效地抑制輸出電壓的諧波。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 ,cruucmUrmU ? 2? c三 角 載 波 u ru(矩 形 調(diào) 制 波 參 考 波 ）t?t?t?t?ru cu???G 2 G 3U , UabU DUDU??G 1 G 4,UU 2?2?2????22??2?+22??V T 1 T V 導(dǎo) 通V T 2 T 3 、 V導(dǎo) 通b（ ） 載 波 、 調(diào) 制 波c（ ） 驅(qū) 動(dòng) 信 號(hào)d（ ） 輸 出 電 壓Za b2dU2dU 1VT2VT 3VT4VT1VD2VD 3VD4VDaia（ ） 電 路? 改變矩形調(diào)制波的幅值大小就可以線性改變功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的寬度，從而改變輸出方波電壓的寬度，即改變輸出電壓的基波幅值 ? 若需改變輸出電壓的頻率，則只要同步改變?nèi)禽d波和矩形調(diào)制波的周期 Ts即可 電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 2) 對(duì)稱單脈沖調(diào)制 ? 輸出方波電壓的寬度 θ為 : ? M為調(diào)制系數(shù)，且定義 M＝Urm/Ucm。 Za bdU 1VT2VT 3VT4VT1VD2VD 3VD4VDaiDi( a )電 路?VD1VT1VD2VT2T0ai Dam 0V1i=8 f Lai?c（ ） 電 阻 負(fù) 載 電 流 波 形d（ ） 電 感 負(fù) 載 電 流 波 形R 負(fù) 載VD4VT4VD3VT3L 負(fù) 載t 電壓型單相方波逆變器 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 電流型階梯波逆變器 ai? b（ ） 負(fù) 載 電 壓c（ ） 電 阻 負(fù) 載 電 流 波 形R 負(fù) 載tabu?14TT驅(qū) 動(dòng) V 、 V23TT驅(qū) 動(dòng) V 、 V?dU14TT驅(qū) 動(dòng) V 、 Vt2 ?電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 Za bdU 1VT2VT 3VT4VT1VD2VD 3VD4VDaiDi(a )電 路a bu?14TT驅(qū) 動(dòng) V 、 V23TT驅(qū) 動(dòng) V 、 V?dU?VD1VT1VD2VT2T0Dam0V1i=8 f Lai b（ ） 負(fù) 載 電 壓d（ ） 電 感 負(fù) 載 電 流 波 形14TT驅(qū) 動(dòng) V 、 VVD44VD3T3L負(fù) 載tt2?V T 2 V T V T 1 V T ?aiR L 負(fù) 載?VD1VT1VD2VT2T0ai Dam 0V1i=8 f Ld（ ） 電 感 負(fù) 載 電 流 波 形?diVD4VT4VD3VT3L 負(fù) 載?e R L（ ） 負(fù) 載 電 流 波 形(f) 輸 入 電 流 波 形tttD1D4D2D3? 2?VT1T4VT2VT3電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 1)脈沖幅值調(diào)制 若令逆變器輸出電壓有效值為 Uab而瞬時(shí)值為 uab，則 Uab、 uab分別為： 輸出基波電壓的有效值 U1為 : ? 改變 方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期 即可改變 交流輸出電壓頻率 ? 對(duì)于 PAM控制方式，逆變器 輸出電壓的基波幅值 則由 直流電壓 進(jìn)行控制，因而需要設(shè)置可控整流電源，因而 PAM控制方式在電壓型逆變器中運(yùn)用不多，而在基于晶閘管的電流型逆變器中運(yùn)用較多 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 d21202dsabs d2 UtUTUT ?????????? ? （ 45） ?? ????? ,5,3,1 dab s inπ4)( n tnnUtu ?（ 46） dd1 4 UUU ?? （ 47） 電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 2) 對(duì)稱單脈沖調(diào)制 特點(diǎn)：每半個(gè)輸出周期對(duì)稱改變一次逆變器的開關(guān)狀態(tài)，并通過調(diào)整方波脈沖的寬度來控制逆變器輸出電壓的基波大小，相關(guān)波形如圖 48所示。 導(dǎo)電的交流方波電壓 ? 其方波電壓幅值即為逆變器的直流電壓幅值，其互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)信號(hào)與輸出波形如圖 47所示。 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1Zoiiu C 電壓型單相方波逆變器 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 上橋臂 下橋臂 電力電子技術(shù) 電壓型單相方波逆變器 1)脈沖幅值調(diào)制 ? 主電路的四個(gè)功率管采用 180176。 1． 電壓型單相全橋方波逆變器 該逆變器由四個(gè)橋臂構(gòu)成。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 電力電子技術(shù) 電壓型方波逆變器 ? 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同可分為多種結(jié)構(gòu)，主要包括： ? 單相全橋逆變器 ? 單相半橋逆變器 ? 推挽式逆變器 ? 三相橋式逆變器 ? 按所采用功率器件的不同分為： ? 半控型 ? 全控型 ? 由于電壓型逆變器已較少采用基于晶閘管的半控型結(jié)構(gòu)，因此，以下將只討論全控型電壓型逆變器。 ④ 逆變器輸出電壓的控制可以通過 PAM 和 PWM來實(shí)現(xiàn)。 ② 逆變器輸出電壓波形為方波或方波脈沖，該波形與負(fù)載無關(guān)。 ? DF定義為： ? 考察第 n次諧波對(duì)波形畸變的影響程度，可定義第 n次諧波的畸變系數(shù) DFn為 ? ⑷ 最低次諧波 LOH（ LowestOrder Harmonic） 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 213,2221 n1??????????????? ??????nnUUDF21 nUUDF nn ?電力電子技術(shù) 逆變器的性能指標(biāo) 2． 其它主要性能指標(biāo) ⑴ 額定容量 ⑵ 逆變效率 ⑶ 輸出頻率精度 ⑷ 功率密度 ⑸ 輸出直流分量 ⑹ 過載能力 ⑺ 短路能力 ⑻ 允許輸入電壓 ⑼ 輸出電壓精度 ⑽ 負(fù)載功率因數(shù) ⑾ 平均無故障間隔時(shí)間（ MTBF） 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 電力電子技術(shù) 電壓型逆變器（ VSI） ? 電壓型逆變器的直流側(cè)以電容為能量緩沖元件，從而使其直流側(cè)呈現(xiàn)出電壓源特性。 ? 總諧波畸變系數(shù) THD定義為各次諧波分量有效值 Un（ n= 3…… ）平方之和的開方與基波分量有效值 U1之比，即 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 1UUHF n?213,2211????????? ??????nnUUT H D對(duì)于理想正弦波而言，其 THD為零。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 電力電子技術(shù) 逆變器的性能指標(biāo) 1．逆變器的輸出波形性