情境三任務(wù)3-DC-AC變換電路

學習情境三

功率變換電路功率變換電路電力電子器件AC-DC變換電路DC-AC變換電路DC-DC變換電路學習任務(wù)3

DC-AC變換電路知識準備：

DC/AC變換器，又稱為逆變器，是應(yīng)用電力電子器件將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的一種變流裝置，供交流負載用電或向交流電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電，隨著石油煤炭和天然氣等傳統(tǒng)能源的日益減少，新能源的開發(fā)和利用越來越受到重視，逆變器有了更廣泛的應(yīng)用。逆變技術(shù)可以將蓄電池、太陽能電池和燃料電池等通過新能源技術(shù)獲得的電能變換成交流電以滿足對電能的需求，因此逆變技術(shù)對于新能源的開發(fā)和利用起著重要的作用。問題1：什么是逆變器？學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題1：什么是逆變器？? 逆變電路是與整流電路相對應(yīng)，把直流電變成交流電稱為逆變。當交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時稱為有源逆變；當交流側(cè)直接和負載鏈接時稱為無源逆變。逆變電路的應(yīng)用非常廣泛，在已有的各種電源中蓄電池、干電池、太陽能電池等都是直流電源，當需要這些電源向交流負載供電時，就需要逆變電路。另外交流電機調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置使用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。它的基本作用是在電路的控制下將中間直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。問題2：逆變電路的原理是怎樣的？學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題2：逆變電路的原理是怎樣的？? S1～S4是單相橋式電路4個臂上的開關(guān)，并假設(shè)S1～S4均為理想開關(guān)。當S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓U0為正；當S1、S4斷開，S2、S3閉合時，U0為負。

這樣，就把直流電變成了交流電。改變兩組開關(guān)切換頻率，就可改變輸出交流電頻率。這就是逆變的最基本原理。問題3：逆變電路的換向方式是怎樣的？學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題3：逆變電路的換向方式是怎樣的？? 電路在工作過程中，電流從一個支路向另個支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換相，換相也常稱為換流，在換相過程中，有的支路要從通態(tài)轉(zhuǎn)移到斷態(tài)，有的支路要從斷態(tài)轉(zhuǎn)移到通態(tài)。從斷態(tài)向通態(tài)轉(zhuǎn)移時，無論支路是由全控型還是半控型電力電子器件組成，只要給門極適當?shù)尿?qū)動信號，就可以使其開通。但從通態(tài)向斷態(tài)轉(zhuǎn)移的情況就不同。全控型器件可以通過對門極的控制使其關(guān)斷，而對于半控型器件來說，就不能通過對門極的控制使其關(guān)斷，必須利用外部條件或采取其他措施才能使其關(guān)斷。一般來說，換相方式可分為以下幾種：? 1）器件換相? 利用全控型器件的自關(guān)斷能力進行換相稱為器件換相（DeviceCommutation）。在采用IGBT、IEGT、P-MOSFET、IGCT等全控型器件的電路中,其換相方式即為器件換相。? 2）電網(wǎng)換相? 由電網(wǎng)提供換相電壓稱為電網(wǎng)換相（Load

Commutation）。對于可控整流電路，無論其工作在整流狀態(tài)還是有源逆變狀態(tài)，都是借助于電網(wǎng)電壓實現(xiàn)換相的，都屬于電網(wǎng)換相。三相交流調(diào)壓器和采用相控方式的交-交變頻電路中的換相方式也都是電網(wǎng)換相。在換相時，只要把負的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷，這種換相方式不需要器件具有門極關(guān)斷能力，也不需要為換相附加任何元件，但是不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題3：逆變電路的換向方式是怎樣的？? 3）負載換相? 由負載提供換相電壓稱為負載換相（LoadCommutation）。凡是負載電流的相位超前于負載電壓的場合，都可以實現(xiàn)負載換相。當負載為電容性負載時，即可實現(xiàn)負載換相。另外，當負載為同步電動機時，由于可以控制勵磁電流使負載呈現(xiàn)為容性，因而也可以實現(xiàn)負載換相。? 4）強迫換相? 強迫換相需要設(shè)置附加的換相電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強迫施加反向電壓或反向電流的換相方式稱為強迫換相（Forced

Commutation）。強迫換相可使輸出頻率不受電源頻率的限制，但需附加換相電路，同時還要增加晶閘管的電壓、電流定額，對晶閘管的動態(tài)特性要求也高。學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題3：逆變電路的換向方式是怎樣的？? 上述四種換相方式中，器件換相只適用于全控型器件，其余三種方式主要是針對晶閘管而言的。器件換相和強迫換相都是因為器件或變換器自身的原因而實現(xiàn)換相的，二者都屬于自換相；電網(wǎng)換相和負載換相不是依靠變換器自身因素，而是借助外部手段（電網(wǎng)電壓或負載電壓）來實現(xiàn)換相的，它們屬于外部換相。采用自換相方式的逆變電路稱為自換相逆變電路．采用外部換相方式的逆變電路稱為外部換相逆變電路。? 在晶閘管時代，換相技術(shù)十分重要，但是，到了全控型器件時代，換相技術(shù)就不重要了。當今，強迫換相方式已停止應(yīng)用，僅負載換相方式還有一定應(yīng)用，如負載為同步電動機時，通過控制勵磁電流使負載呈現(xiàn)容性，可以實現(xiàn)負載換相。問題4：逆變器有哪些種類？學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題4：逆變器有哪些種類？? 為了滿足不同用電設(shè)備對交流電源性能參數(shù)的不同要求，發(fā)展了多種逆變電路，并大致可按以下方式分類。?（1）按輸出電能的去向分可分為有源逆變電路和無源逆變電路。前者輸出的電能返回公共交流電網(wǎng)，后者輸出的電能直接輸向用電設(shè)備? （2）按電流波形分可分為正弦逆變電路和非正弦逆變電路。前者開關(guān)器件中的電流為正弦波，其開關(guān)損耗較小，宜工作于較高頻率。后者開關(guān)器件電流為非正弦波，因其開關(guān)損耗較大，故工作頻率較正弦逆變電路低。? （3）按輸出相數(shù)可分為單相逆變電路和三相逆變電路。? （4）按直流電源性質(zhì)可分為由電壓型直流電源供電的電壓型逆變電路和由電流型直流電源供電的電流型逆變電路。學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題4：逆變器有哪些種類？1）電壓型逆變電路：? 半橋逆變電路學習任務(wù)3

DC-AC變換電路問題4：逆變器有哪些種類？1）電壓型逆變電路：? 全橋逆變電路學習任務(wù)3

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DC-AC變換電路問題4：逆變器有哪些種類？1）電壓型逆變電路：? 三相電壓型逆變電路學習任務(wù)3

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