現(xiàn)代電力電子技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第一頁，共62頁。2022年5月3日2閱讀(yud)報告第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器“多電平(din pn)逆變器”或“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”第1頁/共61頁第二頁，共62頁。2022年5月3日3直交換流器的基本概念第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器 直流可控交流的變換裝置 通常稱為逆變器 無源逆變器：開關(guān)切換不依賴于交流側(cè)電源 交直交變頻器的主要單元 功率傳輸方向的要求（運行象限） 電壓(diny)源型與電流源型逆變器第2頁/共61頁第三頁，共62頁。2022年5月3日4電壓(diny)源型逆變器的用途第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器 交流電機(jī)(dinj

2、)（調(diào)速）驅(qū)動 交流不停電電源（UPS） 用于電力系統(tǒng)的多種電力電子裝置 特殊用途電源 第3頁/共61頁第四頁，共62頁。2022年5月3日5電壓(diny)源型逆變器的分類第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器 脈寬調(diào)制（PWM）逆變器 方波逆變器 單相電壓對消型逆變器 多電平(din pn)逆變器 第4頁/共61頁第五頁，共62頁。2022年5月3日6開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器第5頁/共61頁第六頁，共62頁。2022年5月3日7開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器第6頁/共61頁第七頁，共62頁。202

3、2年5月3日8開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器逆變器基本(jbn)單元橋臂（半橋逆變器）A點電位為正TA+閉合，輸出電流為正時第7頁/共61頁第八頁，共62頁。2022年5月3日9開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器逆變器基本(jbn)單元橋臂（半橋逆變器）A點電位為正TA+閉合，輸出電流為負(fù)時第8頁/共61頁第九頁，共62頁。2022年5月3日10開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器逆變器基本(jbn)單元橋臂（半橋逆變器）A點電位為負(fù)TA-閉合，輸出電流為正時第9頁/共61

4、頁第十頁，共62頁。2022年5月3日11開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器逆變器基本(jbn)單元橋臂（半橋逆變器）A點電位為負(fù)TA-閉合，輸出電流為負(fù)時第10頁/共61頁第十一頁，共62頁。2022年5月3日12開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器逆變器基本(jbn)單元橋臂（半橋逆變器）第11頁/共61頁第十二頁，共62頁。2022年5月3日13開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM基本原理三角(snjio)波載波控制電壓輸出電壓基波分量輸出電壓第12頁/共61頁第十三

5、頁，共62頁。2022年5月3日14開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器 PWM基本術(shù)語(shy)開關(guān)頻率 fs 基波頻率 f1 幅值調(diào)制率 ma 頻率調(diào)制率 mf tricaVmV1sffmf第13頁/共61頁第十四頁，共62頁。2022年5月3日15開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器控制波形(b xn)局部放大第14頁/共61頁第十五頁，共62頁。2022年5月3日16開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM波形(b xn)的基波分量tritri 2cdAocvVVvVV1

6、sinccvVt11tri1()sin2sin (1.0) 2cdAodaaVVvtVVmtm第15頁/共61頁第十六頁，共62頁。2022年5月3日17第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制(kngzh)：線性調(diào)制與過調(diào)制開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第16頁/共61頁第十七頁，共62頁。2022年5月3日18開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM波形(b xn)頻譜（基本橋臂單元：線性調(diào)制）開關(guān)頻率分量基波分量二倍開關(guān)頻率附近分量第17頁/共61頁第十八頁，共62頁。2022年5月3日19開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章

7、開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM波形(b xn)頻譜（基本橋臂單元：過調(diào)制）低頻諧波分量基波分量低頻諧波分量開關(guān)頻率分量第18頁/共61頁第十九頁，共62頁。2022年5月3日20開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM逆變器輸出電壓(diny)基波分量：線性調(diào)制與過調(diào)制14()22ddAoVVV第19頁/共61頁第二十頁，共62頁。2022年5月3日21開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制的特點(tdin)與控制準(zhǔn)則 諧波集中在開關(guān)頻率及其倍頻附近（線性調(diào)制） 開關(guān)頻率應(yīng)為基頻的奇數(shù)倍（雙電壓極性切換

8、） 同步調(diào)制與非同步調(diào)制 線性調(diào)制與過調(diào)制第20頁/共61頁第二十一頁，共62頁。2022年5月3日22開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器 “調(diào)制”：來自通信的概念與思路 “沖量”：來自力學(xué)的概念 電壓源與電流(dinli)（作用于負(fù)載）的效應(yīng) 感性負(fù)載 可能的、實用的實現(xiàn)方法第21頁/共61頁第二十二頁，共62頁。2022年5月3日23開關(guān)(kigun)型逆變器的基本原理第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器方波控制(kngzh)方式：波形與頻譜第22頁/共61頁第二十三頁，共62頁。2022年5月3日24單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(k

9、igun)型直交逆變器電路圖第23頁/共61頁第二十四頁，共62頁。2022年5月3日25單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器雙電壓極性切換(qi hun)PWM：輸出電壓基波分量( )( )( )( )( )2( ) BoAooAoBoAovtvtvtvtvtvt -11()sin (1.0) oadavmVtm14()dodVVV第24頁/共61頁第二十五頁，共62頁。2022年5月3日26單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器雙電壓極性切換(qi hun)PWM：輸出電壓頻譜第25頁/共61頁第二十六頁，共62頁。2022年5

10、月3日27單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器雙電壓極性切換(qi hun)PWM：直流側(cè)電流具有“虛構(gòu)”濾波器的PWM逆變器第26頁/共61頁第二十七頁，共62頁。2022年5月3日28單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器11( )2sin( )2sin()oooovtVtitIt-*11( )( )2sin2sin()ddooooVivtitVtIt-雙電壓(diny)極性切換PWM：直流側(cè)電流*212() cos(2)dddiIIt-第27頁/共61頁第二十八頁，共62頁。2022年5月3日29單相(dn xin)全橋逆變器

11、第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器雙電壓(diny)極性切換PWM：直流側(cè)電流輸出電壓輸出電壓基波分量輸出電流直流側(cè)電流直流側(cè)電流直流分量直流側(cè)電流二倍頻分量第28頁/共61頁第二十九頁，共62頁。2022年5月3日30單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓(diny)極性切換PWM：控制方式B橋臂控制電壓A橋臂控制電壓TA導(dǎo)通tricvvTB導(dǎo)通tricvv-第29頁/共61頁第三十頁，共62頁。2022年5月3日31單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓極性切換PWM：輸出(shch)電壓波形（線性調(diào)制）第30頁/

12、共61頁第三十一頁，共62頁。2022年5月3日32單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓極性切換(qi hun)PWM：線性調(diào)制與過調(diào)制第31頁/共61頁第三十二頁，共62頁。2022年5月3日33單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓極性切換(qi hun)PWM：輸出電壓基波分量1()oadVmV14()dodVVV第32頁/共61頁第三十三頁，共62頁。2022年5月3日34單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓(diny)極性切換PWM：輸出電壓(diny)頻譜基波分量二倍開關(guān)

13、頻率附近分量第33頁/共61頁第三十四頁，共62頁。2022年5月3日35單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器單電壓極性切換(qi hun)PWM：直流側(cè)電流第34頁/共61頁第三十五頁，共62頁。2022年5月3日36單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器電壓對消型控制：輸出(shch)電壓波形單脈沖脈寬調(diào)制第35頁/共61頁第三十六頁，共62頁。2022年5月3日37單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器電壓(diny)對消型控制：輸出電壓(diny)各分量幅值4()sin()ohdVVhh第36頁

14、/共61頁第三十七頁，共62頁。2022年5月3日38單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出(shch)電壓、電流中的紋波第37頁/共61頁第三十八頁，共62頁。2022年5月3日39單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器ripple1( )( )( )oovtvtvt-rippleripple01( )( )dtitvttkL輸出電壓(diny)、電流中的紋波第38頁/共61頁第三十九頁，共62頁。2022年5月3日40單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出電壓、電流(dinli)中的紋波：方波

15、控制方式第39頁/共61頁第四十頁，共62頁。2022年5月3日41單相(dn xin)全橋逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出電壓、電流中的紋波：PWM控制(kngzh)方式第40頁/共61頁第四十一頁，共62頁。2022年5月3日42單相(dn xin)推挽式逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器電路圖-第41頁/共61頁第四十二頁，共62頁。2022年5月3日43單相(dn xin)推挽式逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器電路圖-第42頁/共61頁第四十三頁，共62頁。2022年5月3日44單相(dn xin)推挽式逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器

16、各種單相(dn xin)逆變器的開關(guān)利用率0.16 方波控制方式的最大開關(guān)利用率：0.125ma PWM控制方式（線性調(diào)制）的最大開關(guān)利用率：第43頁/共61頁第四十四頁，共62頁。2022年5月3日45三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器電路圖第44頁/共61頁第四十五頁，共62頁。2022年5月3日46三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制(kngzh)方式：輸出電壓波形第45頁/共61頁第四十六頁，共62頁。2022年5月3日47三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制方式(fngsh)：輸

17、出電壓頻譜第46頁/共61頁第四十七頁，共62頁。2022年5月3日48三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制方式：輸出(shch)電壓（線性調(diào)制）1()2dANaVVm1133()()222LLANadVVmV0.612第47頁/共61頁第四十八頁，共62頁。2022年5月3日49三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器PWM控制方式：輸出電壓(diny)（過調(diào)制）第48頁/共61頁第四十九頁，共62頁。2022年5月3日50三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器方波控制方式：輸出(shch)電壓第49頁/

18、共61頁第五十頁，共62頁。2022年5月3日51三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器方波控制方式：輸出(shch)電壓頻譜第50頁/共61頁第五十一頁，共62頁。2022年5月3日52三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出(shch)電流中的紋波第51頁/共61頁第五十二頁，共62頁。2022年5月3日53三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出(shch)電流中的紋波（方波逆變器）第52頁/共61頁第五十三頁，共62頁。2022年5月3日54三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器輸出(shch)電流中的紋波（PWM逆變器）第53頁/共61頁第五十四頁，共62頁。2022年5月3日55*3cosoodddV IiIV三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器直流側(cè)電流(dinli)第54頁/共61頁第五十五頁，共62頁。2022年5月3日56三相(sn xin)逆變器第五章 開關(guān)(kigun)型直交逆變器交接時間對輸出電壓(diny)的影響2odstVVT2odstVVT -第55頁/共61頁第五十六頁，共62頁。2022年5月3日57三相(sn xin)逆