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讲解逆变器

发布时间:2026-02-18 23:20:47 人气:



高频开关型逆变器及其并联并网技术内容简介

高频开关型逆变器及其并联并网技术内容简介如下

概述:本书首先概述了逆变器的广泛应用领域和当前的发展趋势,为读者提供了逆变器技术的全面背景知识。

单相逆变器工作原理:深入剖析了单相逆变器的工作原理,包括其拓扑结构和基本操作,这部分内容对于理解逆变器基本原理至关重要。

三相逆变器技术:重点聚焦于三相逆变器,特别是准单极逆变拓扑与控制技术,以及串联谐振高频链单极逆变器的详细设计,为追求技术深度的读者提供了不可或缺的知识。

逆变器调制技术:探讨了逆变器的调制技术,涉及如何优化逆变器的性能,确保其在实际应用中的高效和稳定。

逆变器控制技术:深入研究了逆变器的控制技术,包括无源逆变与有源并网逆变控制,以及电压、电流线性与非线性控制器的设计,这部分内容具有很高的实用价值。

逆变器并联均流技术:专门讲解了逆变器的并联均流技术,确保多台逆变器在并联运行时的电流均衡,对系统的稳定性和可靠性有着决定性的影响。

并网切换及分布式电网应用:介绍了逆变器的并网切换及分布式电网应用的新技术,为逆变器在可再生能源领域的发展提供了前瞻性的视角。

干货单相半桥逆变电路讲解,工作原理:4种工作状态,秒懂

单相半桥逆变电路讲解

单相半桥逆变器是一种结构简单的电力变换装置,其核心在于由2个晶闸管T1和T2以及2个反馈二极管D1、D2组成的半桥逆变电路。以下是对其工作原理及4种工作状态的详细讲解。

一、单相半桥逆变器的基本结构

单相半桥逆变器的基本配置包括两个晶闸管T1和T2,以及两个反馈二极管D1和D2。这些元件与三线直流电源反并联,电源端提供平衡直流电压。负载RL连接在A点和B点之间,A点始终被视为相对于B点的正极。

二、单相半桥逆变器的工作原理(RL负载)

单相半桥逆变器的工作原理可以分为四种工作模式,每种模式下电流和电压的流向及大小都有所不同。

1、模式Ⅰ:T1开启(t1

状态描述:向晶闸管T1提供栅极脉冲,T1在时刻t1导通。电流路径:电流从电源电压的上半部分(Vs/2)通过T1流向负载,再回到电源电压的下半部分(Vs/2)。电压与电流:输出电压为正(Vs/2),因为A点相对于B点为正。输出电流作为时间的函数从0增加到最大值(Imax),电感两端的感应电压+VL以指数方式增加。

2、模式Ⅱ:D2开启(T/2

状态描述:在T/2时刻,电感耗散能量后改变极性,由于电感不允许电流突然变化,因此通过D2二极管缓慢释放能量。电流路径:电流从负载通过电源下半部分(Vs/2)和D2流回负载。电压与电流:输出电压为负(-Vs/2),因为B点相对于A点为正。输出电流从Imax减小到0。

3、模式Ⅲ:T2开启(t2

状态描述:在时刻t2,晶闸管T2导通。电流路径:电流从电源电压的下半部分(Vs/2)通过负载和T2流回电源电压的上半部分(Vs/2)。电压与电流:输出电压为负(-Vs/2),因为B点相对于A点为正。电流方向反向,电感以相反方向存储能量,从(-Imax)到零。

4、模式Ⅳ:D1、D2开启(0

状态描述:在时刻T,由于输出电压和输出电流具有相同的极性,T2关断,D1导通。电流路径:电流从负载通过D1和电源电压的上半部分(Vs/2)流回负载。电压与电流:输出电压为正(Vs/2),因为A点相对于B点为正。输出电流从负最大值(-Imax)呈指数下降到零。

总结

单相半桥逆变器通过四种工作模式的切换,实现了将直流电转换为交流电的功能。在每个工作模式下,电流和电压的流向及大小都有所不同,这些变化共同构成了逆变器的输出电压和电流波形。通过合理控制晶闸管的导通和关断时间,可以实现对输出电压和电流波形的精确控制。

逆变器原理图 讲解

1. 逆变器通电后,电路中的Q11和Q14首先导通,而Q1和Q13则处于截止状态。电流从直流电源的正极出发,通过Q11、电感L和变压器的初级线圈,最终通过Q14回到负极。

2. 在Q11和Q14截止的时刻,Q12和Q13开始导通,电流的流动路径改变,从电源正极流向Q13,穿过变压器初级线圈和电感,最终由Q12回到电源的负极。

3. 通过高频PWM(脉宽调制)控制,使得两对IGBT(绝缘栅双极晶体管)交替导通,形成交变方波在变压器初级线圈上。这个过程不断进行,从而在变压器次级线圈中感应出交流电压。

4. 交流电压经过LC(电感和电容)交流滤波器进行滤波,以平滑输出波形,最终在输出端得到接近正弦波的交流电压。

5. 当Q11和Q14关闭时,为了释放存储在电感中的能量,电路中并联在IGBT旁边的二极管D11和D12允许电流流向直流电源,完成能量的回收。

逆变器双极性详细讲解

双极性调制逆变器的核心特性在于谐波抑制与简单控制的平衡,适用电能质量敏感场景。

1. 基本概念

双极性调制属于逆变器PWM控制技术,通过快速切换正负电压模拟正弦交流电。相较于单极性调制,其输出电压在±Vdc间跳跃(例如600V直流输入时输出±600V脉冲),波形呈现“全桥震荡”特征。

2. 工作原理

调制波叠加机制:

采用50Hz正弦波(调制波)与5-20kHz三角波(载波)对比:

- 当正弦波>三角波时,控制桥臂导通向负载施加正电压

- 正弦波<三角波时,桥臂翻转输出负电压

此过程形成脉宽渐变的正负交替脉冲列,经LC滤波器整合后输出正弦波。

3. 核心优劣对比

► 优点:

THD(总谐波失真)低至3-5%:因电压对称切换,二次、四次偶次谐波显著减少

驱动电路简化:全桥电路上下管互补导通,无需死区时间设计

开关频率可降低30%:相同谐波水平下单极性调制需更高频率

► 缺点:

电压利用率下降15-20%:等效输出电压幅值=0.707×Vdc

共模电压达Vdc/2:电机绕组中点对地高频电压冲击加速轴承电蚀

4. 典型应用场景

► 微型光伏电站(<10kW):利用低谐波特性降低并网电流畸变率至国标GB/T 14549-93要求的≤5%。

► 数据中心UPS:结合双极性调制的快速响应(<2ms切换),保障服务器在电网闪断时无感知切换。

► 纺织机械驱动:对电机轴承预置绝缘涂层(≥0.2mm)以抵消共模电压危害,同时发挥调制方式低开关损耗优势,提升连续工作可靠性。

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