4.2電壓型逆變電路1）逆變電路的分類——根據直流側電源性質的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceInverter-VSI直流側是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceInverter-CSI直流側是電流源12）電壓型逆變電路的特點圖4-6電壓型全橋逆變電路(1)直流側為電壓源或并聯大電容，直流側電壓基本無脈動。(2)交流側輸出電壓為矩形波，與負載阻抗角無關；交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗不同而不同。(3)阻感負載時需提供無功功率。直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯反饋二極管,構成逆導開關。24.2電壓型逆變電路

4.2.1單相電壓型逆變電路

4.2.2三相電壓型逆變電路34.2.1單相電壓型逆變電路1）半橋逆變電路重點掌握：（1）電路的拓撲形式（現多用全控型器件）（2）開關管的控制方式，輸出電壓波形及輸出交流電壓有效值如何改變？b)4180°方波控制（兩開關管互補通斷）輸出電壓為正負對稱180°方波，幅度為±Ud/2，通過改變直流側來調節輸出交流電壓有效值大小。工作原理V1和V2柵極信號在一周期內各半周正偏、半周反偏，兩者互補，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD25圖4－6單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2設t2時刻以前V1為通態，V2為斷態。t2時刻給V1關斷信號，給V2開通信號，則V1關斷，但感性負載中的電流io不能立即改變方向，于是VD2導通續流。當t3時刻io降為零時，VD2截止，V2開通，io開始反向。同樣，在t4時刻給V2關斷信號，給V1開通信號后，V2關斷，VD1先導通續流，t5時刻，V1才開通。6V1或V2通時，io和uo同方向，直流側向負載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側反饋，即負載電感將其吸收的無功能量反饋回直流側。ONb)ttOOoUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2反饋回的能量暫時儲存在直流側電容器中，直流側電容器起著緩沖這種無功能量的作用。因為二極管VD1、VD2是負載向直流側反饋能量的通道，所以稱為反饋二極管,它又起著使負載電流連續的作用，又稱續流二極管。分析電容和二極管作用7優點：電路簡單，使用器件少。缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側需兩電容器串聯，要控制兩者電壓均衡。應用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。82)全橋逆變電路共四個橋臂，可看成兩個半橋電路組合而成。兩對橋臂交替導通180°輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。圖4-7單相全橋逆變電路的移相調壓方式阻感負載時，還可采用移相的方式來調節輸出電壓－移相調壓。移相調壓實際上就是調節輸出電壓脈沖的寬度。tOtOtOtOtOb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo9單相全橋逆變電路中，各IGBT的柵極信號仍為180°正偏，180°反偏，并且V1和V2的柵極信號互補，V3和V4的柵極信號互補。V3的柵極信號比V1落后q（0＜q＜180°）。V3、V4的柵極信號分別比V2、V1的前移180°－q。tOtOtOtOtOb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo輸出電壓uo不再是正負各為180°的脈沖，而是正負各為的脈沖。改變就可調節輸出電壓。10設t1時刻前V1和V4導通，輸出電壓uo為Ud，t1時刻V3和V4柵極信號反向，V4截止，但感性負載中的電流io不能突變，V3不能立刻導通，VD3導通續流。因為V1和VD3同時導通，所以輸出電壓為零。t2時刻V1和V2柵極信號反向，V1截止，V2不能立刻導通，VD2導通續流，和VD3構成電流通道，輸出電壓為-Ud。t3時刻V3和V4柵極信號再次反向，V3截止，而V4不能立刻導通，VD4導通續流，uo再次為零。純電阻負載時，也可以得到相同的結果，只是VD1~VD4不再導通，不起續流作用。在uo為零的期間，4個橋臂均導通，負載也沒有電流。tOtOtOtOtOb)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouoV1V4V1VD3VD2VD3V2V3V2VD4VD1VD4V1V4114.2.2三相電壓型逆變電路三個半橋單元可組合成一個三相逆變電路應用最廣的是三相橋式逆變電路圖4-9三相電壓型橋式逆變電路N和N,一般不連在一起，否則輸出波形變化很大。N,為假想中點，相當于地點。12基本工作方式——180°導電方式tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3每橋臂按180°方波控制，同一相上下兩臂交替導電，各相開始導電的角度依次相差120°。任一瞬間有三個橋臂同時導通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流。13波形分析負載各相到電源中點N'的電壓：U相，1通，uUN'=Ud/2，4通，uUN'=-Ud/2圖4-10電壓型三相橋式逆變電路的工作波形tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3負載線電壓14tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3負載相電壓負載中點和電源中點間電壓15負載三相對稱時有uUN+uVN+uWN=0，于是uNN’也是矩形波，但其頻率為uUN’頻率的3倍，幅值為其1/3，即為Ud/6。

由上式得到uUN

的波形，uVN和uWN的波形形狀和uUN相同，均為6拍階梯波，幅度為±2Ud/3，僅相位依次相差120°負載已知時，可由uUN波形求出iU波形。tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud316橋臂1、3、5的電流相加可得直流側電流id的波形，id每60°脈動一次，直流電壓基本無脈動，因此逆變器從交流側向直流側傳送的功率是脈動的，這是電壓型逆變電路的一個特點。防止同一相上下兩橋臂的開關器件同時導通而引起直流側電源短路，應采取“先斷后通”174.3電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。圖4-9電流型三相橋式逆變電路一般在逆變電路直流側串聯一個大電感，因為大電感中的電流脈動很小，因此可近似看成直流電流源。電流型逆變電路主要特點

(1)

直流側串大電感，電流基本無脈動，相當于電流源直流回路相當于高阻抗。18

(2)

電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，交流輸出電流為矩形波，與負載阻抗角無關。輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。(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，因為反饋無功能量時直流電流并不反向，因此不必給開關器件反并聯二極管。19第