➢ 显然，采用PAM控制方式时，其方波的导
通角恒定（180°方波或120°方波）。
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电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
➢ 图 （ 关断V4-D2时a4）中，导输，通变出当而电换功V压方率T为2管式（正V呢V的TD？1方2（）波V和电DV1压）T3；（和当VVD功T34）
率 管 VT2 （ VD2 ） 和 VT3 （ VD3 ） 导 通 而 V电T压1（为V负D的1）方和波V电T4压（。VD4）关断时，输出
➢ 单相全桥电路的输出波形如图4-2b所示， 显然，输出的正、负方波电压幅值相等
➢ 除了工业应用之外，逆变器在空调、冰箱等家用电器中也有广 泛应用。
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电力电子技术
4.1 概述
➢ UPS基本工作原理
➢ 市电正常时，由市电供电，市电经整流器整流为直流，再 逆变为50Hz恒频恒压的交流电向负载供电。同时，整流 器输出给蓄电池充电，保证蓄电池的电量充足。
➢ 此时负载可得到高质量的交流电压，具有稳压、稳频性能， 也称为稳压稳频电源。
流通特性
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电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
Ld
Sa
Id
Sb
逆变器的原理拓扑
➢ 图4-1b所示电流型逆变器直流侧采用 足够容量的电感滤波，因此直流侧电 流基本不变
➢ 逆变器的输出电流为幅值与直流电流
幅值相等的方波电流，其输出电压波
负载
形取决于负载对方波电流的响应
➢ 若考虑到直流电流的单向性以及负载 的无功缓冲，则图4-1b中的开关管必 须具有电流反相阻断的能力，考虑到 常规功率管弱的反向阻断特性，为此 可采用单向功率管顺向串联二极管的 组合来实现开关管的反相电流阻断特 性。
6. 空间矢量PWM控制的基本问题——原理、矢量分布、矢量合成。
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6
电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
ud
Cd
+ -
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
➢ 如何完成直流－交流这一变 换呢？
➢ 考虑采用开关切换的方式将 直流量变换成交流量
➢ 完成直流电压变换的逆变器 称为电压型逆变器
➢ 完成直流电流变换的逆变器 则称为电流型逆变器。
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电力电子技术
4.1 概述
➢ 许多场合下，电网提供的50Hz工频电源不能满足负载的特殊需 要，要用交直交变频电路进行电能变换。如感应加热，根据加 热工艺和对象的不同，所需感应加热电源的频率范围从几百Hz 到几千Hz。
➢ 交流电机为了获得良好的调速特性需要频率可变的电源，这波变换方式是实现DC-AC最简单的变换 方式，一般而言，方波变换时逆变器的交 流输出有两种基本调制方式：脉冲幅值调 制（PAM－Pluse Amplitude Modulation） 和单脉冲调制（SPM－Single Pluse Modulation）。
➢ 脉冲幅值调制（PAM）是指：逆变器的输 出频率可由180°方波（如图4-3a所示）或 120°方波（如图4-3b所示）的周期来控制 （如图4-3c所示），而逆变器输出基波的 幅值则由输出方波的幅值即逆变器直流侧 电压（或电流）的幅值来控制，如图4-3d 所示。
电力电子技术
Power Electronics
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电力电子技术 第4章 DC－AC变换器
基本内容
1 概述 2 电压型逆变器（VSI） 3 空间矢量PWM控制
4 电流型逆变器
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2
电力电子技术
4.1 概述
➢ DC-AC变换器是指能将一定幅值的直流输入电压（或电流） 变换成一定幅值、一定频率的交流输出电压（或电流）， 并向无源负载（如电机、电炉、或其它用电器等）供电的 电力电子装置。
➢ 图4-1a所示电压型逆变器直
流侧采用足够容量的电容滤
波，因此直流侧电压基本不
变 编辑ppt
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电力电子技术 4.1.1 逆变器的基本原理
ud
Cd
+ -
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
➢ 逆变器的输出电压为幅值 与直流电压幅值相等的方 波电压，其输出电流波形 取决于负载对方波电压的
响应
➢ 若考虑到负载的无功缓冲， 则 图 4-1a 中 的 开 关 管 必 须 具有电流双向流通的能力， 为此可采用单向功率管反 向并联续流二极管的组合 来实现开关管的电流双向
整流器
逆变器
市电
负载
蓄
电
池
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电力电子技术
4.1 概述
➢ 重点学习内容:
1. 逆变器的电路结构、分类及主要性能指标。
2. 逆变器的三种基本变换方式——方波变换、阶梯波变换、正弦波 变换。
3. 方波逆变器的基本电路及其特点。
4. 阶梯波逆变器的基本电路及其特点。
5. 正弦波逆变器及其SPWM控制。
➢ 若使输出的正、负方波电压宽度相等，则 输出电压的正、负半周的面积相等，从而 实现了直流电压到交流电压的变换，这就 是实现逆变器的基本思路。
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电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
VT1 VD1 VT3 VD3
ud
uo
VT2 VD2 VT4 VD4
a)逆变器原理电路
a)
b)
c)
d)
➢ 有些负载虽然也用工频电源供电，但对电源的频率稳定性、波 形畸变等有严格要求，且绝不允许瞬时停电。比如对于计算机 一类的负载，特别是银行、证券公司、医院以及大型计算机中 心的计算机，瞬时的停电会带来严重后果。因此，需要不间断 电源（Uninterruptable Power Supply——UPS），其核心就是逆 变电路。
➢ DC-AC 变 换 器 又 称 为 无 源 逆 变 电 路 ， 常 简 称 作 逆 变 器 （Inverter）。
➢ 能把一定幅值的直流输入电压（或电流）变换成一定幅值、 一定频率的交流输出电压（或电流），并向电网供电的电 力电子装置称为有源逆变电路,习惯作为整流器电路的馈能 运行来讨论
➢ 本章将只讨论无源逆变电路——逆变器。
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电力电子技术
4.1.1 逆变器的基本原理
VT1 VD1 VT3 VD3
ud
uo
VT2 VD2 VT4 VD4
a)逆变器原理电路
uo
ud VT1 VT4
VD1 VD4
VT2 VT3 t VD2 VD3 ui
b)输出波形
➢实以 理现电图D路4C-2-来aA所讨C示论变的逆换单变功器相能的电的基压本型逆原全变理桥器。逆有变那器些原