1 4
uo
Ld id VT 1 Ed VT 2
t
iVT
2
iVT
3
t t t
t1
uVT
1
uVT
4
b) 图5-2 返回
15
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图5-3 直接耦合式强迫换流原理图
S VT
+
负载
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返回
16
图5-4 电感耦合式强迫换流原理图
S VD VT S
+
C VD VT
+C
L
L
负载
图5-22 三相电压型二重逆变电路
UU1(UA1) UUN UA21 UU2 -UB22
图5-23 二次侧基波电压合成相量图 图5-23
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3.2.1

多重逆变电路
UU1 (UA1) O UA21 O -UB22 O UU2 2 E 3 d Ed 1 Ed 3 t
T1为Δ/ Y联结，线电压变 比为 （一次和 二次绕组匝数相等） 1: 3 T2 一次侧Δ联结，二次侧 两绕组曲折星形接法，其 二次电压相对于一次电压 而 言 ， 比 T1 的 接 法 超 前 30°，以抵消逆变桥II比 逆变桥I滞后的30°。这 样，uU2 和uU1 的基波相位 就相同
Ld Id VT 1 LT1 LT2 R VT 2 B
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A VT 3 LT3 LT4 L VT 4
io
C uo
返回
25
uG1 ,4 O uG2 ,3 O iT O io O t1 Id t 2 t3 t iVT
1,4
iVT
2,3
t
Id t t4 t t5 t uo O t t6 t7 t t
U V W
M 3
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图5-15 返回
28
图5-16 换流过程各阶段的电流路 径
VT 1 C13 VD 1 VT 3
+-
VT 1 VT 3 C13
+-
VT 1 VT 3 C13 VD 3 VD 1VD 3 U iU=Id-iV iV V W iV VD 2 Id VT 2 Id
- +
VT 1 VT 3 C13 VD 1VD 3 U V W VD 2 VT 2
2 o
120° t
二重逆变电路的工作波形 图5-21
3
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3.2.1

多重逆变电路
Ⅰ U T1 A1 uU1 B1 C1 uUN T2 A21 B22 N 图5-22 B21 C22 C 21 Ⅱ A22 uU2 Ud V W
三相电压型二重逆 变电路



由两个三相桥式逆 变电路构成，输出 通过变压器串联合 成 两个逆变电路均为 180°导通方式 逆变桥II的相位比逆 变桥I滞后30°
V12
Ls
+
VD V 每桥臂由两个全控器件串联构 成，两者中点通过钳位二极管 图5-25 图5-25 三电平逆变电路 和直流侧中点相连
42 42
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8
3.2.2


多电平逆变电路
U相工作情况与输出相电压的电平
V11和V12（或VD11和VD12）通，V41和V42断，UO'间电 位差为Ud/2 V41和V42（或VD41和VD42）通，V11和V12断，UO’间电 位差为-Ud/2 V12和V41导通，V11和V42关断时，UO‘间电位差为0 V12和V41不能同时导通 iU>0时，V12和VD1导通 iU<0时，V41和VD4导通
3.2

多重逆变电路和多电平逆变电路
电压型——输出电压是矩形波，电流型——输出电流 是矩形波，谐波多 多重逆变电路把几个矩形波组合起来，接近正弦 多电平逆变电路输出较多电平，使输出接近正弦 电压型、电流型都可多重化，以电压型为例 单相电压型二重逆变电路

3.2.1 多重逆变电路


两个单相全桥逆变电路组成，输出通过变压器T1和 T2串联起来 输出波形：两个单相的输出u1和u2是180°矩形波
3.2.2

多电平逆变电路
回顾图5-9三相电压型桥式逆变电路和图5-10的波形 以N‘为参考点，输出相电压有Ud/2和-Ud/2两种电平，称 为两电平逆变电路 三电平逆变电路 图5-25，也称中点钳位型 （Neutral Point Clamped）逆变 电路
+ +
VD 11 VD 1 VD 12 Ud O' VD 4 VD 41 U V V41 W V11 iU Rs
O uG2 O uG3 O uG4 O uo io O t1 t2 b) io uo t3
t t

t t
-
t
a)
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返回
20
图5-8 带中心抽头变压器的逆变电 路
负载 io uo
+
Ud V1 VD 1 VD 2 V2
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返回
21
图5-9 三相电压型桥式逆变电 路
+
V1
(5-23)

U U11

6U d

0.78U d
(5-24)
n次谐波有效值 U U1n (5-25)
6U d n
6
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3.2.1

多重逆变电路
输出相电压uUN展开成傅里叶级数，可得其基波有效值 (5-26)

n次谐波有效值
U UN1
2 6U d

2
1.56U d


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10
本章小结

讲述基本的逆变电路的结构及其工作原理

四大类基本变流电路中，AC/DC和DC/AC两类电路更 为基本、更为重要 分为外部换流和自换流两大类，外部换流包括电网换 流和负载换流两种，自换流包括器件换流和强迫换流 两种 晶闸管时代十分重要，全控型器件时代其重要性有所 下降
uo Um O
-Um
io O t 1 t2 t 3 t4 t 5 t6 V2 b) V1 V2
t
Ud
Ud 2
t
a)
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ON
V1
VD 1 VD 2 VD 1 VD 2
返回
19
图5-7 单相全桥逆变电路的移 相调压方式
uG1
+
V1 VD 1 Ud C V2 R io L uo VD 2 V4 VD 4 V3 VD 3
1 20 ° O t
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图5-21
返回
34
图5-22
三相电压型二重逆变电路
Ⅰ U T1 A1 uU1 B1 C1 uUN T2 A21 B22 N 图5-22
35
V
W
Ud
A22 B21 C22 C 21 uU2
Ⅱ
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返回
负载
a)
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b) 图5-4 返回
17
图5-5 电压型逆变电路举例 （全桥逆变电路）
+
V1 C V2 V3 VD 1 R io L uo VD 2 V4 VD 4 VD 3
Ud
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返回
18
图5-6 单相半桥电压型逆变电 路及其工作波形
+
Ud 2
V1 VD 1 io R L uo V2 VD 2


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9
3.2.2

多电平逆变电路
线电压的电平

相电压相减得到线电压 两电平逆变电路的输出线电压有±Ud和0三种电平 三电平逆变电路的输出线电压有±Ud、±Ud/2和0五种 电平 三电平逆变电路输出电压谐波可大大少于两电平逆变 电路 三电平逆变电路另一突出优点：每个主开关器件承受 电压为直流侧电压的一半
t
图5-10 电 压型三相桥 式逆变电路 的工作波形
t
t
t
e)
t
2Ud 3 Ud 3
f)
t
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t23
图5-11 电流型三相桥式逆变电路
id VT 3 VT 5 VT 1 Ud VT 4 U V VT 6 W VT 2
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24
图5-12 单相桥式电流型（并联 谐振式）逆变电路
1
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3.2.1

多重逆变电路
3次谐波 u 和 u 相 位 错 开 j =60° ， 其 中 3 次 谐 波 就 错 开 了 1 2 3X60°=180° 变压器串联合成后，3次谐波互相抵消，总输出电压 中不含3次谐波 u 波形是120°矩形波，含6k±1次谐波，3k次谐波 o 都被抵消 T
图5-18 无换相器电动机的基本电 路
脉冲分配器
Ud UdM
VT 1 VT 3 VT 5 U V W VT 4 VT 6 VT 2
MS 3
BQ
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31
u
uU
uV
uW
O
t
VT 4导通 VT 1导通 VT 3导通 VT 6导通 VT 2导通 VT 5导通
iU O iV O iW O uVT
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图5-1
逆变电路及其波形举例
uo S1 Ud S2 a)
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io
负载
S3
io t1 t2 t
uo S 4
b)
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