电力电子技术备课本 5

的关系（忽略Ld的损耗，忽略Thy压降）:?实际工作过程中，感应线圈参数随时

间变化，必须使工作f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f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：

（1）先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式； （2）附加预充电起动电路

5.3.2 三相电流型逆变电路（采用全控型器件） ? 定性分析（see 图5-11+图5-14）

?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L负载时的AC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；

?输出AC电流的基波有效值；?基本工作方式是120°导电方式—---每个臂一T内导电120°，每时刻上下桥臂组各有一个臂导通/横向换流。 Ud

VT4idVT3VT5VT1UVVT6WVT2iUOiVOiWOuUVttIdt图5-11 电流型三相桥式逆变电路

O

图5-11(see 图5-15) ? 串联D式Thy逆变电路

?主要用于中大功率AC电动机调速系统

?电流型三相桥式逆变电路 ?各桥臂的Thy和D串联使用

图5-14t图5-14 电流型三相桥式逆变电路的输出波形

?120°导电工作方式，输出波形和图5-14的波形大体相同 ?强迫换流方式，电容C1~C6为换流C

- 12

图5-15VD1UdVD4C4VD6C2VT4VT6VD2C6VT2+LIdVT1C1VT3C5VD3VT5C3VD5UVWM3图5-15 串联D式Thy逆变电路

? 定性分析（see 图5-15）

等效换流电容概念：VT1向VT3换流时，C13就是C3与C5串联后再与C1并联的等效电容，对共阳极Thy，它与导通Thy相连一端极性为正，另一端为负，不与导通Thy相连的C电压为零。

从VT1向VT3换流的过程:设换流前VT1和VT2通，C13电压UC0左正右负（1）恒流放电阶段：t1时刻触发VT3导通，VT1被施以反压而关断–uC13下降到零之前，VT1承受反压，反压时间大于tq就能保证关断

–Id从VT1换到VT3，C13通过VD1、U相负载、W相负载、VD2、VT2、直流电源和VT3放电，放电电流恒为Id，故称恒流放电阶段

–uC13下降到零之前，VT1承受反压，反压时间大于tq就能保证关断 从VT1向VT3换流的过程:假设换流前VT1和VT2通，C13电压UC0左正右负

（2）D换流阶段：t3以后，VT2、VT3稳定导通阶段–t2时刻uC13降到零，之后C13反向充电。忽略负载电阻压降，则二极管VD3导通，电流为iV，VD1电流为iU=Id-iV，VD1和VD3同时通，进入D换流阶段

–随着C13电压增高，充电电流渐小，iV渐大，t3时刻iU减到零，iV=Id，VD1承受反压而关断，D换流阶段结束。

VT1C13VD1UVT3VT1VT3C13+-VWVD2VT2VD3+-VT1VT3C13VD3VD1VD3UiU=Id-iViVVWiVVD2IdVT2Id-+VT1VT3C13VD1VD3UVWVD2VT2VD1UVWVD2VT2-+(5-21) Ida)Idb)换流过程各阶段的电流路径c)图5-16

d) 13

? L负载时，uC13、iU、iV及uC1、uC3、

uUCOuC13uC5uC5波形

?uC1的波形和uC13完全相同，从UC0降为－UC0

?C3和C5是串联后再和C1并联的，电压变化的幅度是C1的一半

?uC3从零变到-UC0，uC5从UC0变到零

Ot1t2OuC3tiIdiUiV-UCO图5-17 串联D晶闸管逆变电路换流过程波形

图5-17t3t?这些电压恰好符合相隔120°后从VT3到VT5换流时的要求BQ—转子位置检测器，检测磁

脉冲分配器极位置以决定 什么时候给哪个Thy发触发脉冲 无换向器电动机 ??VT1VT3uuUuVuWOVT5U电流型三相桥式逆变器驱动同步电动机，负载换流 UdUdMVMSBQ工作特性和调速方式和直流电动机相似，但无换向器，因此称为无换向器电动机 W3VTVTVT462?tVT4?? ?tOVT1??5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路电压型——输出电压是矩形波，电流型——输出电流VT3??iV是矩形波，谐波多 图5-18 无换相器电动机的基本电路 O?t多重逆变电路把几个矩形波组合起来，接近正弦 VT6??VT5??iU图5-18多电平逆变电路输出较多电平，使输出接近正弦

iWOuVT1?tVT2??5.4.1 多重逆变电路电压型、电流型都可多重化，以电压型为例 l单相电压型二重逆变电路?两个单相全桥逆变电路组成，输出通过变压器T1和T2串联起来

OudM?t?输出波形：两个单相的输出u1和u2是180°矩形波

O3次谐波u1和u2相位错开j =60°，其中3次谐波就错开了3*60°=180° 图5-19 无换相器电动机电路工作波形

?t?5-19T串联合成后，3次谐波互相抵消，总输出电压中不含3次谐波uo波形是120°矩形波，含

6k±1次谐波，3k次谐波都被抵消

Udu1T1u1uo????Ou2O180°60°????t??=60°T2u2t 14 uo120°图5-20图5-20 二重单相逆变电路

O多重逆变电路

多重逆变电路∈{串联多重、并联多重}

并联多重：把几个逆变电路的输出并联起来，多用于电流型 图5-22 三相电压型二重逆变电路

三相电压型二重逆变电路（see 图5-22）?由两个三相桥式逆变电路构成，输出by T串联合成；两个逆变电路均为180°导通方式。逆变桥II的相位比逆变桥I滞后1:30°；3T1为Δ/ Y联结，线电压变比为 （一次和二次绕组匝数相等）；T2一次侧Δ联结，二次侧两绕组曲折星形接法，其二次电压相对于一次电压而言，比T1的接法超前30°，以抵消逆变桥II比逆变桥I滞后的30°。这样，uU2和uU1的基波相位就相同。 TⅠUT1A1UdB1C1uUNuU1VW串联多重：把几个逆变电路的输出串联起来，多用于电压型

UU1(UA1)OUA21O-UB22O2Ud3Ud1Ud3tt1Ud3t2输出谐波分析（1）uU1的傅里叶级数： UU2A123Ud?A21?22kuU1?sin?t?(?1)sinn?t?? B21n??uUn2?B?(5-23) t(1+1Ud)3 n=6k±1时 22C22C21ⅡO 图5-22 三相电压型二重逆变电路 图5-6Ud（2）n次谐波有效值： 22U?U1nUU1(UA1) UU2 On?（3）输出相电压uUN展开成傅里叶级数，可得其基波有效值：

UUNUU11N?6Ud??0.78UdUUN(5-24) (1+t(5-25) 1Ud32Ud)3 ?

图5-24 三相电压型二重逆变电路波形图 图5-23 二次侧基波电压合成相量图 图5-24（4）n次谐波有效值： 26Ud1(5-27) UUNn??UUN1 n?nUA21U UN1 2?U6UB22d??1.56Ud(5-26) n=12k±1时，uUN中已不含5次、7次等谐波。

DC侧电流每周期脉动12次，称为12脉波逆变电路。使m个三相桥逆变电路的相位依

次错开p/(3m)，连同合成输出电压并抵消上述相位差的变压器，就可构成6m脉波逆变电路。

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