电力电子学
—三相逆变电路工作原理华中科技大学电气与电子工程学院
第4章直流/交流变换器
01逆变器的类型和性能指标
目录
02电压型单相方波逆变电路工作原理
03单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制(PWM)
04正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)
05三相逆变电路工作原理
三相逆变电路工作原理
01电压型三相逆变工作原理目录
02电流型三相逆变工作原理
03三相逆变器的SPWM控制
01
电压型三相逆变工作原理
三个单相逆变器构成的三相逆变器
逆变器1逆变器2逆变器3
+
−A
B
C N
V dc
变压器作用：
⏹隔离；⏹升降压。

逆变器拓扑：
⏹半桥；⏹全桥。

输出形式：
⏹三相三线制；⏹三相四线制。

☐三个逆变器基波依次相差120
R A R
B
N
C
星形负载R A
B
C
R
R
三角形负载
Q 1
V dc
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
Q1 Q4
D1
D4
A
D3
D6
B
Q3
Q6
D5
D2
Q5
Q2
C
N
V dc/2
V dc/2o
ωt
ωt
ωt
v Q1
v Q2
v Q3
ωt
ωt
v Q4
v Q5
v Q6
ωt
V dc
ωt
v AB
ωt
v BC
ωt
v CA
ωt
v AN
ωt
v BN
ωt
v CN
2V dc/3
V dc/3
☐每个桥臂工作于180︒导通方式；☐各相基波依次相差120︒；
☐线电压为120︒方波。

导电顺序：
561→612→123→234→345→456→561
Q 1
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B
Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
N
V dc /2
V dc /2
o
()21111
sin sin 5sin 7sin11sin13571113
D AN V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫=
+++++ ⎪⎝⎭
()231111
sin sin 5sin 7sin11sin13571113
D AB V v t t t t t t ωωωωωωπ⎛⎫
=--+++
⎪⎝⎭
无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次
谐波幅值为基波幅值的1/n 。

无3次倍频谐波，只含5、7、11、13等高阶低次谐波，n 次谐波幅值为基波幅值的1/n 。

v AB
ωt
v AN
ωt
V D
V D /3
2V D /3
02
电流型三相逆变工作原理
电流型三相桥式逆变器
R A R
B
N
C
星形负载R A
B
C
R
R
三角形负载
V dc
L b
D 1
Q 1D 3
Q 3D 4
Q 4D 6
Q 6D 5
Q 5D 2
Q 2A B C
电流型三相桥式逆变器
ωt ωt ωt v Q 1v Q 2v Q 3ωt ωt v Q 4v Q 5v Q 6
ωt
I dc
ωt
i A
ωt
i B
ωt
i C
ωt
i AB
2I dc /3
I dc /3
☐每个桥臂工作于120 导通方式；☐同一时刻仅2只开关管导通。

导电顺序：
61→12→23→34→45→56→61
C V dc
L b
D 1
Q 1D 3
Q 3D 4
Q 4D 6
Q 6D 5
Q 5D 2Q 2A
B
i B i A i C
i CA
R
03
三相逆变器的S P W M控制
Q1 Q4
D1
D4
A
D3
D6
B
Q3
Q6
D5
D2
Q5
Q2
C
N
V dc/2
V dc/2oωt
ωt
ωt
ωt
ωt
V D/2
V D/2
ωt
2V D/3
V D/3
V D
3
c r
N p f f
===
ar
v
c
v
br
v
cr
v
V rm
V cm
V AO
V BO
V CO
V AN
V AB
AB AO BO
V V V
=-()sin
ar rm r
v t V t
ω
=
()()
sin240
cr rm r
v t V t
ω
=-
()()
sin120
br rm r
v t V t
ω
=-
Q 1
Q 4
D 1
D 4
A
D 3
D 6
B
Q 3
Q 6
D 5
D 2
Q 5
Q 2
C
N
V dc /2
V dc /2
o
驱动信号生成电路
ωt
ωt 0ωt 0
ωt
0ωt
0V D /2V D /2
ωt
2V D /3
V D /3
V D 3
c r N p f f ===ar v c
v br v cr
v V rm
V cm V AO V BO V CO V AN V AB AB AO BO
V V V =-+-+--1
ar
v c
v 1G v 4G v +-+--1
br
v
3G v 6G v +-+-
-1
cr
v 5G v 2
G v 参考波形成
r
f VR
rm
V *
1V 1
V +
-
谢谢！。