第6章樣式編輯母版文本樣式

1、返回圖6-1 DC-AC方框圖負(fù)載電壓負(fù)載電壓負(fù)載電流負(fù)載電流圖6-2 電壓源逆變器 圖6-3 電流源逆變器 圖6-4 具有可變直流電壓環(huán)節(jié)的電壓源逆變器圖 6-5 具有恒定直流電壓環(huán)節(jié)的電壓源逆變器圖6-6 逆變器輸出瞬時(shí)電壓和電流曲線逆變器整流器逆變器整流器逆變器整流器逆變器整流器圖6-7 四象限工作情況圖6-8 反并聯(lián)二極管 1VVHFnn213 , 221)(1nnVVTHD213 , 2221)(1nnnVVDF21nVVDFnn返回123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:20-Apr-2001Sheet of File:F:

2、李 宏 電 路 圖 lihong.ddbDrawn By:QQDD1212VinCCZABiLQQ12Q1VABiRtttQQ12Q1VABiLtttTsTonTs/2TsTs/2TonVin/2(a)(b)(c)D2D1圖6-9 半橋逆變器的主電路及主要波形inABV21inABV21sssTTf,12inV2422120200inTinABVdtVTv.5 , 3 , 1sin2ninABtnnVvininABVVV45. 0221ABAB123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Apr-2001Sheet of File:F:

3、李宏電路圖lihong.ddbDrawn By:QQDD2424VinZBQQ12Q1VABiRtttQQ12Q1VABiLtttTsTonTs/2TsTs/2TonVin(a)(b)(c)D2D1QQDD1313AQ4Q3Q4Q4D3Q3D4Q46-10全橋逆變器主電路和雙極性控制工作波形LVdtdiinLinTinsABVdtVTVs212022tttVvinAB5sin513sin31sin4Sf2ininABVVV9 . 0241inABV0AB123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Apr-2001Sheet of Fi

4、le:F:李 宏 電 路 圖 lihong.ddbDrawn By:QQ13Q1VABiRtttQQ12Q1VABiLtttTsTonTs/2TsTs/2TonVin(a)(b)D3D1Q4Q2Q4Q3tt圖6-11全橋電路受限雙極性控制方式工作波形123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Apr-2001Sheet of File:F:李宏電路圖lihong.ddbDrawn By:QQDD2424VinZBQQ12Q1VABiRtttQQ12Q1VABiLtttTsTonTs/2TsTs/2TonVin(a)(b)(c)D2D1

5、QQDD1313AQ4Q3Q4Q4D3Q3D4Q4圖6-12 全橋電路移相控制方式的工作過(guò)程123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Apr-2001Sheet of File:F:李宏電路圖lihong.ddbDrawn By:QQ13Q1VABiRtttTsTs/2VinQ4Q2ta123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Apr-2001Sheet of File:F:李宏電路圖lihong.ddbDrawn By:QQDD2424VinZBQQ12Q1VABiRt

6、ttQQ12Q1VABiLtttTsTonTs/2TsTs/2TonVin(a)(b)(c)D2D1QQDD1313AQ4Q3Q4Q4D3Q3D4Q42T)sin(nntnA 01sin()nnnf tAAn t), 3 , 2 , 1(,0nAAnn)sin(11tA)2sin(22tA)3sin(33tA)sin(nntnAtnAtnAtnAnnnnnnsincoscossin)sin( 令：200aA ，nnnAasin，nnnAbcos，t，則： 10)sincos(2nnnnbnaatf 10)sincos(2nnnnbnaatf, 01af t d 1cos()naf tnd 1s

7、in()nbf tnd2 f t0na 02sin()nbf tnd2 02cos()naf tnd0nb f t0na 0002222sin()sin()cos()|1cos()dcdcdcnVVVbf tndndnnnn1)cos(n1)cos(nnVbdcn401,3,5,4sindcnVvntn基波為13次諧波為0.335次諧波為0.27次諧波為0.149次諧波為0.1111次諧波為0.09基波為13次諧波為0.335次諧波為0.27次諧波為0.149次諧波為0.1111次諧波為0.09圖6-13 方波逆變器輸出頻譜逆變器輸出基波3次諧波5次諧波逆變器輸出基波3次諧波5次諧波圖6-14

8、 方波的各次諧波0na 222sin()cos|cos()cos()dcdcnVVbfvndnn圖6-15 準(zhǔn)方波波形nnVbdcncos4cos41nVbdc3cos43nVbdco3003bno9001,3,5,4sindcnVvnn1,3,5,4sin(),dconnVintnZ1,3,5,4sin()dconnVintnnL14sin()sin(tan)dcooLVLiItZRsVRL1模式1Q2Q3Q4Q1D2D3D4DoiovsVRL2模式1Q2Q3Q4Q1D2D3D4DoiovsVRL4模式1Q2Q3Q4Q1D2D3D4DoiovsVRL3模式1Q2Q3Q4Q1D2D3D4Doi

9、ov( )a1模式02模式22模式332模式2322ovsisisisioi220si1模式2模式3模式4模式( )b圖6-16 全橋逆變器工作模式分析2低通濾波低通濾波圖6-17 LC低通濾波器置于方波逆變器輸出和負(fù)載之間在方波逆變器中，其輸出幅度為輸入直流電壓幅度，無(wú)法控制其輸出電壓幅度和諧波。對(duì)某一頻率的輸出，其諧波總是基波頻率的3倍、5倍、7倍等，采用LC低通濾波器濾除諧波很困難。LC低通濾波器的截止頻率是固定不變的，濾波器的體積由濾波器的VA額定值確定。為了減小濾波器的體積，必須采用PWM開(kāi)關(guān)方案。S1btt2t2tttS2bS3bS4bS5bS6b圖6-20 6個(gè)開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)（1

10、800導(dǎo)電類型）圖6-21 全橋逆變器開(kāi)關(guān)不同組合時(shí)的等效電路圖3233223211dcYNdcBNRNdcEdcEVRiuVuuRVRViRRRR323232232222dcBNYNdcRNdcEdcEVRiuuVRiuRVRViRRRR323232232333dcYNRNdcBNdcEdcEVRiuuVRiuRVRViRRRR323232232444dcBNRNdcYNdcEdcEVRiuuVRiuRVRViRRRR323232232555dcYNBNdcRNdcEdcEVRiuuVRiuRVRViRRRR323232232566dcYNRNdcBNdcEdcEVRiuuVRiuRVRVi

11、RRRRRNuYNuBNuRYuRBuYBut32dcVRNut3dcVYNu3dcV32dcV2 3 tBNu3dcV32dcV返回方波基波方波基波圖6-24方波逆變器輸出的方波用N個(gè)小方波取代改變小方波脈沖寬度調(diào)節(jié)輸出基波幅度0tf(t)0tf(t)0tf(t)0f(t)ta b c d圖6-25 形狀不同而沖量相同的各種脈沖 基于上述理論，下面再來(lái)分析一下如何用一系列幅度相等、寬度不等的脈沖序列代替一個(gè)正弦波。 將圖6-26(a)中所示的正弦波（半個(gè)周期）分成N等份，可以把正弦波（半個(gè)周期）看成由N個(gè)脈沖組成。這些脈沖寬度相等，幅值不等，脈沖頂部不是水平直線，而是按正弦規(guī)律變化的曲線。我

12、們將這些脈沖以一組幅度相等、寬度不等的脈沖代替，使脈沖的中點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的正弦等分的中點(diǎn)重合,且使脈沖面積和相應(yīng)的正弦部份面積（沖量）相等，我們就得到如圖6-26(b)所示的一組脈沖,把它們重畫(huà)在一起，如圖6-27所示，這就是SPWM波形。6-26 幅度相等、寬度不等的脈沖序列代替一個(gè)正弦波示意圖PWM波希望的正弦波PWM波希望的正弦波圖6-27所希望的波形和所期望的SPWM波的關(guān)系載波調(diào)制波載波調(diào)制波6-28 調(diào)制波、載波和SPWM波的關(guān)系6-29 SPWM技術(shù)對(duì)DC-AC逆變器輸出幅度和頻率獨(dú)立控制示意圖rcRffpMIM載波幅值調(diào)制波幅值IM10IMinIVMV 1tMurIrsin4345

13、454141434341ntnntntnntcuMIsinrttuutktAtB6-30 自然采樣法4541sinnttMAArI4341sinnttMBBrIIMABktt kk2112kk調(diào)制波載波調(diào)制波載波圖6-31規(guī)則采樣法脈沖寬度關(guān)系40kk21和圖6-32 第k個(gè)PWM脈沖6-33 按沖量相等原理計(jì)算雙極性第k個(gè)PWM脈沖開(kāi)通和關(guān)斷角11PSAA22PSAA10110110022222kkdcdckdckkVVVV01122dckPVA2012022kdcdckkVVV02222dckPVA010002sincos2cos2sinsinkkSmmkkmkAVdVV 000sin00

14、1sin2kmSVA002sin2kmSVA11PSAA01sin2kdcmkVV01sinkIkM02sinkIkM0011kk01sinkIkM)sin(1001kIkM0022kk02sinkIkM)sin(1002kIkMkk1kk2kkk210000242242kkdcdckkVVV000021424dckkPPVVAAkmkmkkmmSSVVVdVAAkksin42sinsin2)2cos()2cos(sin00002221002121PPSSAAAA000042sin4dckkmVVkIkMsin10kkkkMIsintkk1k2kk00002dcV2dcV-11Sample p

15、ointttAsymmetric sampling不對(duì)稱采樣Symmetric sampling對(duì)稱采樣圖6-34 對(duì)稱和不對(duì)稱規(guī)則采樣法02022)sin(1kkIM002sin1kIkM01022)sin(1kkIM001sin1kIkM022sin1kkIMkIkMsin10 UVWkIkIkkIkkUMMMsincos122sincos22sinsin00000000021236)120sin(cos12)120sin(cos12sincos120000000okIokIkIWVUMMM)sin(cos1 (200010kIkULM)sincos1 (200020kIkURM4330W

16、LVLUL4330WRVRUR 022110220sin22sin22sin22sin2kkkkkkkkkkdnVdnVdnVdnvfbdcdcdcnk2sinsincoscos22coscoscoscoscos2cos021021210nnnnnVnnnnnnnVbkkkkkdckkkkkkkkkkdcnkpknknbb1mkpff 3 , 2 , 1kmf調(diào)制度基波幅值調(diào)制度基波幅值6-35 SPWM 頻譜圖幅值基波諧波次數(shù)幅值基波諧波次數(shù)圖6-36 三相逆變器相電壓（A）和線電壓（B）諧波比較0UUtt(v )(v )KN1 o n (K ) o ff(K )0KKKN圖6-37雙極式S

17、PWM等面積算法NKdVVNKNKmdcKKsin2)2()1(1KKN211coscos21coscos22mKdcIVKKNVNNMKKNNN1coscos421coscos44mKdcIVKKNVNNMKKNNNKKonNK 1 KKoffNK123NNN,n1142mKKKSUDXDXNUDXKDXK1tVumRsin)32sin(tVumYtMVtVVuIdmdRsin2sin2)32sin(2)32sin(2tMVtVVuIdmdY)6sin(23tMVuuuIdYRRY23dVu1msinwt圖6-39 過(guò)調(diào)制方法之一30323032tutuurrr3sinsin31其他調(diào)制方法

18、還有諧波消取法、最佳SPWM法（使某一指標(biāo)最小的PWM算法）、電流滯環(huán)法等。總之各種調(diào)制方法都是為了消除低次諧波，提高電壓利用率，同時(shí)要盡量減小計(jì)算工作量。uuUNO tOOOOUd2-Ud2uVNuWNuUVuUN t t t tO turUurVurWucUd23Ud2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Aug-2001Sheet of File:F:李宏電路圖MyDesign2.ddbDrawn By:ZsZ1Z2ZLEII2U1U2圖6-40 型四端網(wǎng)絡(luò)11122122UI ZUUIIZ2122111IZUZZULLi

19、ZZZZZIUZ221112121ZZZZZZZssoLLsiZZZZZZZ2212121ZZZZZZZZssLo212111ZZZZZZsc212121/ZZZZZZLc21ccZZ21lnUUg 21lnIIg 2211ln21IUIUg 2211ln21IUIUjabg22211ZZIIc)1ln(2121ZZZZjabgzeiyxz)sin(cosyiyeexz)(21cosizizeez)(21sinizizeeizzzeeshz21)(21zzeechz2121212111ZZZZeZZZZegg2112)(ZZeejabchchggg212)(ZZeejabshshggg21ln21PPjabg211)()(ZZjachjabchchgcos)(jach211cosZZ0121ZZLjZ1CjZ12221RKCLZZLC1LCfc21cf01122()cossin12ggZZeej Lshgsh bjashbajchbajZZj C0cosashb21sinZZachb0shb1chb21sinsinZZchb0cosa2a1sina221222(2)( )sin11()()2cZfffchbchbZfLCLC222111221111cscZLLfZZZ ZLCRRZCCf22121222/ 1/ 1/ 11cLcZLfRZZZ ZL