《电力电子技术》课件——4.3 电流型逆变电路.pptVIP

4.3电流型逆变电路*/154.3电流型逆变电路4.3.1单相电流型逆变电路4.3.2三相电流型逆变电路*/154.3电流型逆变电路·引言■直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。■电流型逆变电路主要特点◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。◆直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。■电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多，换流方式有负载换流、强迫换流。图4-11电流型三相桥式逆变电路*/154.3.1单相电流型逆变电路■电路分析◆由四个桥臂构成，每个桥臂的晶闸管各串联一个电抗器，用来限制晶闸管开通时的di/dt。◆采用负载换相方式工作的，要求负载电流略超前于负载电压，即负载略呈容性。◆电容C和L、R构成并联谐振电路。◆输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。图4-12单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路*/154.3.1单相电流型逆变电路■工作波形分析◆在交流电流的一个周期内，有两个稳定导通阶段和两个换流阶段。◆t1~t2：VT1和VT4稳定导通阶段，io=Id，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。◆在t2时刻触发VT2和VT3开通，开始进入换流阶段。?由于换流电抗器LT的作用，VT1和VT4不能立刻关断，其电流有一个减小过程，VT2和VT3的电流也有一个增大过程。图4-13并联谐振式逆变电路工作波形*/154.3.1单相电流型逆变电路?4个晶闸管全部导通，负载电容电压经两个并联的放电回路同时放电。√一个回路是经LT1、VT1、VT3、LT3回到电容C。√另一个回路是经LT2、VT2、VT4、LT4回到电容C。◆当t=t4时，VT1、VT4电流减至零而关断，直流侧电流Id全部从VT1、VT4转移到VT2、VT3，换流阶段结束。图4-13并联谐振式逆变电路工作波形*/154.3.1单相电流型逆变电路图4-13并联谐振式逆变电路工作波形◆晶闸管需一段时间才能恢复正向阻断能力，t4时刻换流结束后还要使VT1、VT4承受一段反压时间t?，tβ=t5-t4应大于晶闸管的关断时间tq。◆为保证可靠换流应在uo过零前t?=t5-t2时刻触发VT2、VT3，t?为触发引前时间io超前于uo的时间?（负载的功率因数角）把t?表示为电角度?（弧度）可得(4-16)(4-17)(4-18)*/154.3.1单相电流型逆变电路■基本的数量关系◆io展开成傅里叶级数可得◆负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系其基波电流有效值Io1为(4-19)(4-20)*/154.3.1单相电流型逆变电路一般情况下?值较小，可近似认为cos(?/2)≈1，再考虑到式(4-18)可得或■实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整，这种控制方式称为自励方式。◆固定工作频率的控制方式称为他励方式。◆自励方式存在起动问题，解决方法：?先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式。?附加预充电起动电路。(4-21)*/154.3.2三相电流型逆变电路tOtOtOtOIdiViWuUVU图5-14电流型三相桥式逆变电路的输出波形图5-11电流型三相桥式逆变电路■电路分析◆基本工作方式是120°导电方式，每个臂一周期内导电120°，每个时刻上下桥臂组各有一个臂导通。◆换流方式为横向换流。■波形分析◆输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120°的矩形波。◆输出电流和三相桥整流带大电感负载时的交流电流波形相同，谐波分析表达式也相同。◆输出线电压波形和负载性质有关，大体为正弦波，但叠加了一些脉冲。◆输出交流电流的基波有效值IU1和直流电流Id的关系为(4-22)*/154.3.2三相电流型逆变电路图4-15串联二极管式晶闸管逆变电路■串联二极管式晶闸管逆变电路◆主要用于中大功率交流电