逆变电路的原理图与逆变电路的分类类型及比较


时间: 2019-08-10

  的应用非常广泛。在已有的各种电源中,蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要。另外,交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛,其电路的核心部分都是。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。

  将直流电能变换为交流电能的变换电路。可用于构成各种交流电源,在工业中得到广泛应用。生产中最常见的交流电源是由发电厂供电的公共电网(中国采用线Hz供电制)。由公共电网向交流负载供电是最普通的供电方式。但随着生产的发展,相当多的用电设备对电源质量和参数有特殊要求,以至难于由公共电网直接供电。为了满足这些要求,历史上曾经有过电动机-发电机组和离子器件逆变电路。但由于它们的技术经济指标均不如用电力电子器件(如晶闸管等)组成的逆变电路,因而已经或正在被后者所取代。

  逆变器的交流负载中包含有电感、电容等无源元件,它们与外电路间必然有能量的交换,这就是无功。由于逆变器的直流输入与交流输出间有无功功率的流动,所以必须在直流输入端设置储能元件来缓冲无功的需求。在交直交变频电路中,直流环节的储能元件往往被当作滤波元件来看待,但它更有向交流负载提供无功功率的重要作用。

  为了满足不同用电设备对交流电源性能参数的不同要求,已发展了多种逆变电路,并大致可按以下方式分类。

  ①按输出电能的去向分,可分为有源逆变电路和无源逆变电路。前者输出的电能返回公共交流电网,后者输出的电能直接输向用电设备。

  ②按直流电源性质可分为由电压型直流电源供电的电压型逆变电路和由电流型直流电源供电的电流型逆变电路。

  ③按主电路的器件分,可分为:由具有自关断能力的全控型器件组成的全控型逆变电路;由无关断能力的半控型器件(如普通晶闸管)组成的半控型逆变电路。半控型逆变电路必须利用换流电压以关断退出导通的器件。若换流电压取自逆变负载端,称为负载换流式逆变电路。2018今晚开码结果,这种电路仅适用于容性负载;对于非容性负载,换流电压必须由附设的专门换流电路产生,称自换流式逆变电路。

  ④按电流波形分,可分为正弦逆变电路和非正弦逆变电路。前者开关器件中的电流为正弦波,其开关损耗较小,宜工作于较高频率。后者开关器件电流为非正弦波,因其开关损耗较大,故工作频率较正弦逆变电路低。

  电压源型逆变器是采用电容作储能元件,图5-4为一单相桥式电压源型逆变器原理图。电压源型逆变器有如下特点:

  (1)直流输入侧并联大电容C用作无功功率缓冲环节(滤波环节),构成逆变器低阻抗的电源内阻特性(电压源特性),即输出电压确定,其波形接近矩形,电流波形与负载有关,接近正弦。

  (2)由于直流侧电压极性不允许改变,无功从交流向直流回馈时只能改变电流方向来实现,为此在各功率开关元件旁反并联续流二极管,为感性负载电流提供反馈能量至直流的无功通路。图2绘出了一个周期内负载电压《?XML:NAMESPACE PREFIX = V /》

  极性分区内导通的元件及功率的流向(P》0,功率从直流流向交流;P《0,从交流流向直流),用以说明VD对无功传递的重要作用。

  电流源型逆变器采用电感作储能元件,图3为一单相桥式电流源型逆变器原理图,图中未绘出晶闸管换流电路。电流源型逆变器有如下特点:

  (1)直流回路串以大电感Ld作无功元件(滤波元件)储存无功功率,也就构成了逆变器高阻抗的电源内阻特性(电流源特性),即输出电流确定,波形接近矩形;电压波形与负载有关,在正弦波基础上迭加换流电压尖峰。

  (2)由于直流环节电流Id不能反向,只有改变逆变器两端直流电压极性来改变能量流动方向、反馈无功功率,无需设置反馈二极管。

  (1)电压源型逆变器采用大电容作储能(滤波)元件,逆变器呈现低内阻特性,直流电压大小和极性不能改变,能将负载电压箝在电源电压水平上,浪涌过电压低,适合于稳频稳压电源,不可逆电力拖动系统、多台电机协同调速和快速性要求不高的应用场合。

  电流源型逆变器电流方向不变,可通过逆变器和整流器的工作状态变化,实现能量流向改变,实现电力拖动系统的电动、制动运行,故可应用于频繁加、减速,正、反转的单机拖动系统。

  (2)电流源型逆变器因用大电感储能(滤波),主电路抗电流冲击能力强,能有效抑制电流突变、延缓故障电流上升速率,过电流保护容易。电压源型逆变器输出电压稳定,一旦出现短路电流上升极快,难以获得保护处理所需时间,过电流保护困难。

  (3)采用晶闸管元件的电流源型逆变器依靠电容与负载电感的谐振来实现换流,负载构成换流回路的一部分,不接入负载系统不能运行。

  (4)电压源型逆变器必须设置反馈(无功)二极管来给负载提供感性无功电流通路,主电路结构较电流源逆变器复杂。电流源型逆变器无功功率由滤波电感储存,无需二极管续流,主电路结构简单。

 
 
 

               
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