電力電子技術(shù)第十五次課課件

4主要波形—電感電流斷續(xù)情形電感電流斷續(xù)情形：在一段時間內(nèi)iL=0降壓電路T導(dǎo)通等效電路uG>0T斷開、D續(xù)流等效電路uG=0uG=0T斷開、D斷開等效電路4主要波形—電感電流斷續(xù)情形電感電流斷續(xù)情形：降壓電路T導(dǎo)14主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=Uo=常數(shù)iL線性增加uGtuLtiLiMtiCtT導(dǎo)通等效電路+uo-+uL-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=24主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=Uo=常數(shù)iL線性減少ttttuLuGiLiCtontoffiMtconT斷開、D續(xù)流等效電路+uo-+uL-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=34主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件uC=Uo=常數(shù)iC維持不變uLuGiLiCtttttontofftconiMT斷開、D斷開等效電路+uo-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件uC=U45主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓Uo穩(wěn)態(tài)情況下，電感上一周期中的平均電壓為零?；颍簎LuGiLiCtttttontoffiMtcon注意：tcon與電路參數(shù)、ton有關(guān)5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓Uo穩(wěn)態(tài)55主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓UouLuGiLiCtttttontoffiMtcon記電壓變換比：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓UouL65主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(2)輸出平均電流Io(3)電感電流紋波DILuLuGiLiCtttttontoffiMtconIO電流斷續(xù)時:5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(2)輸出平均電流Io75主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形uLuGiLuCtttttontoffiMtcon(4)電容電壓紋波DuCIOtt2t1注意：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形uLuGiLuCtttt85主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(4)電容電壓紋波DuC注意：=？5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(4)電容電壓紋波Du95主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系uLuGiLiCtttttontoffiMtcon電感平均電流=負(fù)載平均電流電感平均電流IL:電壓變換比5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系uLu105主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系電壓變換比注意到：注意最后有：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系電壓變11(5)電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù):

電感電流僅瞬間為零uLuGiLuCtttttontoffiMtconIOtt2t1電流臨界連續(xù)時:電流臨界連續(xù)時:(5)電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù):uLuGiLuC12（5）電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù)時:電感電流連續(xù)條件:電感電流臨界連續(xù)條件:電感電流斷續(xù)條件:（5）電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù)時:電感電流連續(xù)條13降壓變換電路小結(jié)優(yōu)點(diǎn)1、電路簡單2、控制特性好3、負(fù)載側(cè)電流波動小缺點(diǎn)1、電源側(cè)電流波動大2、只能降壓、不能生壓返回降壓變換電路小結(jié)優(yōu)點(diǎn)1、電路簡單2、控制特性好3、負(fù)載側(cè)電流14二、升壓斬波器二、升壓斬波器151)開關(guān)導(dǎo)通時,電感儲能,二極管反偏,輸出與輸入隔離.電容放電維持負(fù)載上輸出電壓不變.2)開關(guān)斷開時,電感釋放能量,電感的感應(yīng)電勢使二極管導(dǎo)通,電源和電感一起提供負(fù)載能量,并對C充電.1)開關(guān)導(dǎo)通時,電感儲能,二極管反偏,輸出與輸入隔離.電容放16電流連續(xù)模式下的工作狀況:電流連續(xù)模式下的工作狀況:17電流連續(xù)模式下的工作狀況:電流連續(xù)模式下的工作狀況:18IdUd第一象限：Ud>0,Id>0第二象限：Ud>0,Id<0第三象限：Ud<

0,Id<

0第四象限：Ud<

0,Id>0兩象限、四象限直流—直流變換器:IdUd第一象限：第二象限：第三象限：第四象限：兩象限、四象19直流電機(jī)的四象限運(yùn)行直流電機(jī)的四象限運(yùn)行20電流可逆斬波電路(A型雙象限斬波器)斬波電路用于拖動直流電動機(jī)時，常要使電動機(jī)既可電動運(yùn)行，又可再生制動。降壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第1象限。升壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第2象限。電流可逆斬波電路：降壓斬波電路與升壓斬波電路組合。此電路電動機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第1象限和第2象限。電流可逆斬波電路(A型雙象限斬波器)斬波電路用于拖動直流電動21電路結(jié)構(gòu)V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動機(jī)為電動運(yùn)行，工作于第1象限。V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，電動機(jī)作再生制動運(yùn)行，工作于第2象限。必須防止V1和V2同時導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路。電路結(jié)構(gòu)V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動機(jī)為電動運(yùn)行，工作22A型雙象限斬波電路A型雙象限直流—直流變換器A型雙象限斬波電路A型雙象限直流—直流變換器23工作模式：降壓（將Vs的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：正向輸出電壓大?。狠敵鲭娏鞣较颍赫螂姍C(jī)運(yùn)行于正向電動狀態(tài)，能量由輸入直流電源供向負(fù)載。第一象限工作工作模式：降壓（將Vs的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：正24工作模式：輸出電壓方向：正向輸出電壓大小：輸出電流方向：負(fù)向電機(jī)運(yùn)行于正向制動狀態(tài)，能量由負(fù)載向直流輸入電源回饋。升壓（將負(fù)載的電壓升高后向VS回饋電能）第二象限工作工作模式：輸出電壓方向：正向輸出電壓大?。狠敵鲭娏鞣较颍贺?fù)向25B型雙象限斬波電路B型雙象限斬波電路26B型兩象限斬波器工作原理分析:電動狀態(tài)：V2始終導(dǎo)通，VD2始終截止，

V1、VD1交替導(dǎo)通，與降壓斬波器相同，

UD>Em

>0，id>0。再生狀態(tài)：V1始終關(guān)斷，VD1始終導(dǎo)通，

V2、D2交替導(dǎo)通

UD<0，Em

<0，|UD|<|Em|，id>0。id>0，UD可正可負(fù)，位于第一、四象限。B型兩象限斬波器工作原理分析:27知識點(diǎn)二:四象限直流—直流變換器知識點(diǎn)二:四象限直流—直流變換器28橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路——兩個電流可逆斬波電路組合起來，分別向電動機(jī)提供正向和反向電壓。橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路——兩個電流可逆斬波電路組合29橋式可逆斬波電路工作情況分析:使V4保持通態(tài)時，等效為一組電流可逆斬波電路，提供正電壓，可使電動機(jī)工作于第1、2象限。橋式可逆斬波電路工作情況分析:使V4保持通態(tài)時，等效為一組電30橋式可逆斬波電路工作情況分析:使V2保持通態(tài)時，V3、VD3和V4、VD4等效為又一組電流可逆斬波電路，向電動機(jī)提供負(fù)電壓，可使電動機(jī)工作于第3、4象限。橋式可逆斬波電路工作情況分析:使V2保持通態(tài)時，V3、VD331工作模式：降壓（將VS的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：反向（VAB<0）輸出電壓大?。狠敵鲭娏鞣较颍悍聪螂姍C(jī)運(yùn)行于反向電動狀態(tài)，能量由直流輸入電源供向負(fù)載。第三象限工作工作模式：降壓（將VS的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：反32電機(jī)運(yùn)行于反向制動狀態(tài)，能量由負(fù)載供向直流輸入電源。第四象限工作電機(jī)運(yùn)行于反向制動狀態(tài)，能量由負(fù)載供向直流輸入電源。第四象334主要波形—電感電流斷續(xù)情形電感電流斷續(xù)情形：在一段時間內(nèi)iL=0降壓電路T導(dǎo)通等效電路uG>0T斷開、D續(xù)流等效電路uG=0uG=0T斷開、D斷開等效電路4主要波形—電感電流斷續(xù)情形電感電流斷續(xù)情形：降壓電路T導(dǎo)344主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=Uo=常數(shù)iL線性增加uGtuLtiLiMtiCtT導(dǎo)通等效電路+uo-+uL-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=354主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=Uo=常數(shù)iL線性減少ttttuLuGiLiCtontoffiMtconT斷開、D續(xù)流等效電路+uo-+uL-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件假設(shè)uC=364主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件uC=Uo=常數(shù)iC維持不變uLuGiLiCtttttontofftconiMT斷開、D斷開等效電路+uo-4主要波形—電感電流斷續(xù)情形數(shù)學(xué)模型:初值條件uC=U375主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓Uo穩(wěn)態(tài)情況下，電感上一周期中的平均電壓為零?；颍簎LuGiLiCtttttontoffiMtcon注意：tcon與電路參數(shù)、ton有關(guān)5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓Uo穩(wěn)態(tài)385主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓UouLuGiLiCtttttontoffiMtcon記電壓變換比：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形（1）平均輸出電壓UouL395主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(2)輸出平均電流Io(3)電感電流紋波DILuLuGiLiCtttttontoffiMtconIO電流斷續(xù)時:5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(2)輸出平均電流Io405主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形uLuGiLuCtttttontoffiMtcon(4)電容電壓紋波DuCIOtt2t1注意：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形uLuGiLuCtttt415主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(4)電容電壓紋波DuC注意：=？5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形(4)電容電壓紋波Du425主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系uLuGiLiCtttttontoffiMtcon電感平均電流=負(fù)載平均電流電感平均電流IL:電壓變換比5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系uLu435主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系電壓變換比注意到：注意最后有：5主要數(shù)量關(guān)系—電感電流斷續(xù)情形D2與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系電壓變44(5)電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù):

電感電流僅瞬間為零uLuGiLuCtttttontoffiMtconIOtt2t1電流臨界連續(xù)時:電流臨界連續(xù)時:(5)電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù):uLuGiLuC45（5）電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù)時:電感電流連續(xù)條件:電感電流臨界連續(xù)條件:電感電流斷續(xù)條件:（5）電感電流臨界連續(xù)條件電流臨界連續(xù)時:電感電流連續(xù)條46降壓變換電路小結(jié)優(yōu)點(diǎn)1、電路簡單2、控制特性好3、負(fù)載側(cè)電流波動小缺點(diǎn)1、電源側(cè)電流波動大2、只能降壓、不能生壓返回降壓變換電路小結(jié)優(yōu)點(diǎn)1、電路簡單2、控制特性好3、負(fù)載側(cè)電流47二、升壓斬波器二、升壓斬波器481)開關(guān)導(dǎo)通時,電感儲能,二極管反偏,輸出與輸入隔離.電容放電維持負(fù)載上輸出電壓不變.2)開關(guān)斷開時,電感釋放能量,電感的感應(yīng)電勢使二極管導(dǎo)通,電源和電感一起提供負(fù)載能量,并對C充電.1)開關(guān)導(dǎo)通時,電感儲能,二極管反偏,輸出與輸入隔離.電容放49電流連續(xù)模式下的工作狀況:電流連續(xù)模式下的工作狀況:50電流連續(xù)模式下的工作狀況:電流連續(xù)模式下的工作狀況:51IdUd第一象限：Ud>0,Id>0第二象限：Ud>0,Id<0第三象限：Ud<

0,Id<

0第四象限：Ud<

0,Id>0兩象限、四象限直流—直流變換器:IdUd第一象限：第二象限：第三象限：第四象限：兩象限、四象52直流電機(jī)的四象限運(yùn)行直流電機(jī)的四象限運(yùn)行53電流可逆斬波電路(A型雙象限斬波器)斬波電路用于拖動直流電動機(jī)時，常要使電動機(jī)既可電動運(yùn)行，又可再生制動。降壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第1象限。升壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第2象限。電流可逆斬波電路：降壓斬波電路與升壓斬波電路組合。此電路電動機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第1象限和第2象限。電流可逆斬波電路(A型雙象限斬波器)斬波電路用于拖動直流電動54電路結(jié)構(gòu)V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動機(jī)為電動運(yùn)行，工作于第1象限。V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，電動機(jī)作再生制動運(yùn)行，工作于第2象限。必須防止V1和V2同時導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路。電路結(jié)構(gòu)V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動機(jī)為電動運(yùn)行，工作55A型雙象限斬波電路A型雙象限直流—直流變換器A型雙象限斬波電路A型雙象限直流—直流變換器56工作模式：降壓（將Vs的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：正向輸出電壓大?。狠敵鲭娏鞣较颍赫螂姍C(jī)運(yùn)行于正向電動狀態(tài)，能量由輸入直流電源供向負(fù)載。第一象限工作工作模式：降壓（將Vs的電壓降低后送到負(fù)載）輸出電壓方向：正57工作模式：輸出電壓方向：正向輸出電壓大?。狠敵鲭娏鞣较颍贺?fù)向電機(jī)運(yùn)行于正向制動狀態(tài)，能量由負(fù)載向直流輸入電源回饋。升壓（將負(fù)載的電壓升高后向VS回饋電能）第二象限工作工作模式：輸出電壓方向：正向輸出電壓大小：輸出電流方向：負(fù)向58B型雙象限斬波電路B型雙象限斬波電路59B型兩象限斬波器工作原理分析:電動狀態(tài)：V2始終導(dǎo)通，VD2始終截止，

V1、VD1交替導(dǎo)通，與降壓斬波器相同，

UD>Em