1.認(rèn)識逆變器的分類與換流方式—直流-交流變換技術(shù)—逆變電路的基本原理第一章逆變電路的分類第二章目錄頁換流方式第三章逆變電路的基本原理圖1逆變電路S1-S4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成圖2逆變波形

由圖1可得，當(dāng)開關(guān)S1、S4閉合，S2、S3斷開時(shí)，負(fù)載電壓uo為正；當(dāng)開關(guān)S1、S4斷開，S2、S3閉合時(shí)，uo為負(fù)，此時(shí)直流電就轉(zhuǎn)化為交流電。結(jié)論認(rèn)識逆變器的分類與換流方式逆變電路的分類—根據(jù)逆變輸出去向根據(jù)逆變輸出去向，逆變電路可分為有源逆變與無源逆變，有源逆變指的是輸出交流電給交流電源的逆變電路，一般為接電網(wǎng)，即逆變器不工作時(shí)輸出側(cè)依然有電壓。無源逆變指的是輸出交流電直接給負(fù)載的逆變電路，逆變器不工作時(shí)輸出側(cè)無電壓。有源逆變電路無源逆變電路認(rèn)識逆變器的分類與換流方式逆變電路的分類—根據(jù)組成電路的電力電子器件根據(jù)組成電路的電力電子器件可分為半控型逆變電路以及全控型逆變電路兩種類型：半控型逆變電路：由晶閘管等半控型器件組成的逆變電路。全控型逆變電路：由全控型器件GTO、GTR、P-MOSFET、IGBT等組成的逆變電路。半控型逆變電路全控型逆變電路認(rèn)識逆變器的分類與換流方式逆變電路的分類—根據(jù)直流電源的性質(zhì)根據(jù)直流電源的性質(zhì)可分為電壓型逆變電路以及電流型逆變電路兩種類型：

電壓型逆變電路：直流側(cè)并聯(lián)大電容，使直流電源近似為恒壓源的逆變電路。

電流型逆變電路：直流側(cè)串聯(lián)大電感，使直流電源近似為恒流源的逆變電路。電壓型逆變電路電流型逆變電路認(rèn)識逆變器的分類與換流方式逆變電路的分類—根據(jù)輸出電壓的波形根據(jù)輸出電壓的波形可分為方波型與PWM型，其中方波型的輸出電壓為方波。而PWM型的輸出電壓為寬度變化的脈沖。此外，按照逆變電路輸出端相數(shù)，逆變電路也可分為單相、三相和多相逆變電路。方波型PWM型認(rèn)識逆變器的分類與換流方式換流方式換流方式指的是電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過程中采取的方式1)器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2)電網(wǎng)換流（LineCommutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)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。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。3)負(fù)載換流（LoadCommutation）由負(fù)載提供換流電壓的換流方式。4)強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流。認(rèn)識逆變器的分類與換流方式2.單相方波逆變電路的應(yīng)用—直流-交流變換技術(shù)—單相方波逆變電路的基本架構(gòu)第一章單相方波逆變電路的應(yīng)用第二章目錄頁單相方波逆變電路的基本架構(gòu)本節(jié)以電壓型逆變電路為例介紹單相方波逆變電路的幾種類型及應(yīng)用。(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)。(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電壓型逆變電路（全橋逆變電路）單相方波逆變電路的應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用—半橋逆變電路單相半橋逆變電路工作波形設(shè)開關(guān)器件V1和V2的柵極信號在一個(gè)周期內(nèi)各有半周正偏，半周反偏，且二者互補(bǔ)。輸出電壓uo為矩形波，其幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。單相方波逆變電路的應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用—半橋逆變電路單相半橋逆變電路工作波形優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，使用器件少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值僅為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，工作時(shí)要控制兩者電壓均衡。用于幾kW以下的小功率逆變電源。根據(jù)其優(yōu)點(diǎn)，在中小功率UPS，中小功率光伏，中小功率儲能等等應(yīng)用中，半橋架構(gòu)越來越多被重視。應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用—全橋逆變電路單相全橋逆變電路輸出電壓共四個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。兩對橋臂交替導(dǎo)通180°。輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同，但幅值高出一倍。在這種情況下，要改變輸出交流電壓的有效值只能通過改變直流電壓Ud來實(shí)現(xiàn)。單相方波逆變電路的應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用—全橋逆變電路單相全橋逆變電路輸出電壓應(yīng)用全橋逆變電路是逆變電路中應(yīng)用最為廣泛的。可用于光伏發(fā)電、戶外儲能等的逆變器，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(dāng)需要這些電源向交流負(fù)載供電時(shí)，就需要逆變電路。交流電機(jī)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，都離不開全橋逆變電路。實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用一般采用SPWM控制，降低諧波含量，后續(xù)章節(jié)會(huì)涉及相關(guān)內(nèi)容。單相方波逆變電路的應(yīng)用單相方波逆變電路的應(yīng)用—帶中心抽頭變壓器的逆變電路帶中心抽頭變壓器的逆變電路交替驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負(fù)載加上矩形波交流電壓。兩個(gè)二極管的作用也是提供無功能量的反饋通道。Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為1：1：1時(shí)，uo和io波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。應(yīng)用帶中心抽頭的變壓器適用于低壓小功率。其比全橋電路少用一半開關(guān)器件；器件承受的電壓為2Ud，比全橋電路高一倍；且必須有一個(gè)變壓器。單相方波逆變電路的應(yīng)用3.三相SPWM逆變技術(shù)—直流-交流變換技術(shù)—SPWM的基本原理第一章三相SPWM逆變技術(shù)第二章目錄頁SPWM的基本原理三相SPWM逆變技術(shù)

在單相SPWM逆變技術(shù)介紹中，已初步對PWM控制方法及SPWM的相關(guān)知識內(nèi)容進(jìn)行了介紹，本節(jié)針對SPWM的基本原理繼續(xù)深入。SPWM逆變器有一個(gè)重要參數(shù)——載波比N。

載波比被定義為載波頻率fc與調(diào)制波頻率fr之比，用N表示，即N=fc/fr。根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。SPWM的基本原理三相SPWM逆變技術(shù)1）異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式。保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N變化。在信號波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。當(dāng)fr較低時(shí)，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小。當(dāng)fr增高時(shí)，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。SPWM的基本原理三相SPWM逆變技術(shù)2）同步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，當(dāng)變頻時(shí)使載波與信號波保持同步，即N等于常數(shù)。基本同步調(diào)制方式，fr變化時(shí)N不變，信號波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定。三相電路中公用一個(gè)三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱。為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對稱，N應(yīng)取奇數(shù)。fr很低時(shí)，fc也很低，由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。fr很高時(shí)，fc會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud

同步調(diào)制三相PWM波形SPWM的基本原理三相SPWM逆變技術(shù)3）分段同步調(diào)制將同步調(diào)制和異步調(diào)制結(jié)合起來。在一定頻率范圍內(nèi)采用同步調(diào)制，以保持輸出波形對稱的優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)頻率降低較多時(shí)，可使載波比N分段有級地加大，以采納異步調(diào)制的長處，這就是分段同步調(diào)制方式。具體地說，把整個(gè)變頻范圍劃分成若干頻段，每個(gè)頻段內(nèi)都維持載波比N恒定，而對不同的頻段取不同的N值，頻率低時(shí)，N值取大些，一般大致按等比級數(shù)安排。分段同步調(diào)制方式舉例三相SPWM逆變技術(shù)三相SPWM逆變技術(shù)控制極信號的時(shí)序分布載波信號為對稱三角波純電阻負(fù)載

各相上下橋臂控制信號相位互補(bǔ)，上下