在任何一个瞬间,上下三个桥臂都各有一个臂导通。120"导电型不存在同一相上下直通短路的问题,但输出的交流线电压有效值UAB=0.707U』,比180”导电型的UAB低得多,直流电源电压利用率低,因此一般电压型逆变电路都采用180’导电型
(2)电流型三相桥式逆变电路
电流型三相桥式逆变电路如图3-52所示。因该电路各开关器件主要起改变直流电流流通路径的作用,故交流侧电流为矩形波,与负载性质无关,而交流侧电压波形和相位因负载阻抗角不同而异,其波形接近正弦波。另外,直流侧电感起缓冲无功能量的作用,因电流不能反向,故可控器件不必反并联二极管,但要给每个器件串联一个二极管以承受反向电压,
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电流型三相桥式逆变电路的基本工作方式为120°导通方式。即每个臂导通120",按VT;到VT。的顺序每隔60°依次导通。这样,每个时刻上桥臂组和下桥臂组中都各有一个臂导通。换相时,是在上桥臂组或下桥臂组内依次换相,是横向换相。输出相电流及线电压波形如图3-53所示。
电流型三相桥式逆变电路的输出电路的基波有效值IA和直流电流I』的关系为6(3-43)IA1=sId=0.781。
由以上分析可以看出,电流型和电压型三相桥
式逆变电路中输出线电压基波有效值的系数相同
电压型和电流型逆变器在电路结构、直流侧电潭输出波形等方面都有着对偶关系。电压型逆变器在直流电源侧并联滤波电容器,逆变桥臂的开关上有反并联续流二极管,逆变器的输出阻抗很小,输出为电压源,在一般情况下,输出电压波形是不等置的脉冲列;而电流型逆变器在直流电源侧申联电武可控开关器件和二极管相串联的方式,输出电流波形是不等宽的脉冲列。电压型逆变器的器,电源阻抗较大,输出为电流源,桥臂结构采用相在上下桥臂之间进行,而电流型逆变器的换相要在不同的相间进行。从开关暂志特性」看,电压型逆变器负载短路时的过电流危害比较严重,应于以重点保护,而其过电压保护电流型由于电源阻抗很大,所以负载短路时的过电流危害不严重,而其过电压护相对较轻,危害较为严重,其保护也相对闲难,
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UPS电源技术及应用
4E
45 2k一1 [( t+影}26-1] 其中,第7次谐波的幅值可表示为:
式中,n=1,3,....
4E
Um(n)= os
根据上式可知,如果要想消除u5中的n次谐波分量,就要使Um(n)=0,即cos3 于是我们就得到了在单脉冲PwM波中消除n次谐波的条件:
根据上式很容易求得:
cos-0
=60',u45不含三次谐波及其倍次谐波;=36o,u45不含五次谐波及其倍次谐波;
但UPS工作时,为了稳定输出电压,往往需要适时调整输出电压脉冲的宽度,这样就破坏了消除某些高次谐波的条件。虽然消除高次谐波的条件不一定满足,但单脉冲PWM波对高次谐波的抑制能力还是存在的,只不过抑制效果没有达到而已。
4.1.2多脉冲pWM
多脉冲PWM法就是用多个等宽度矩形脉冲去等效交流的正半周,再用同样多个等宽矩形波脉冲去等效交流电的负半周,通过矩形波的调整去调整和稳定输出电压,而通过调整矩形脉冲的中心距离来调整和稳定输出频率。用多脉冲PwM法比单脉冲PWM法输出所含谐波更容易滤除,但每周期内开关器件通断次数过多会造成控制电路复杂和过多能量损耗。
4.1.3正弦脉冲PWM
正弦波脉宽调制的控制思想,是利用逆变器的开关元件,由控制线路按一定的规律控制开关元件的通断,从而在逆变器的输出端获得一组等幅、等距而不等宽的脉冲序列。其脉宽基本上按正弦分布,以此脉冲列来等效正弦电压波。如图4-5所示,将正弦波的正半周划分为N等份(图中为12等份),这样就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲的宽度相等,都等于/N,但幅值不等,且脉冲顶部是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化,如果将每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替,就得到图示的脉冲序列。
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新型逆变电路
前述的传统单相和三相逆变电路均比较成熟,在直流-交流变换领域发挥了重要作用,传统逆变电路存在一些缺陷,限制了其在某些场合下性能的进一步提高和应用的进一步广。例如,在高压大容量逆变场合,虽然近年来各种新型器件,如高压1GBT (insulatedgate bipolar transistor,绝缘栅双极型晶体管)、IGCT (intergrated gate commutated thyristors,集成门极换流晶闸管)以及IEGT (injection enhanced gate transistor,注人增强栅晶体管)等纷纷出现,单管容量和开关速度也有了较大提高。但即便如此,传统的两电平变换器拓扑仍然不能满足人们对高压大功率的要求;此外,目前电力电子器件的功率处理能力和开关频率之间是矛盾的,往往功率越大,开关频率越低,高性能的控制实现起来就食发困难。因此,对于大容量光伏发电系统,在功率器件水平没有本质突破的情况下,***手段是从电路拓扑和控制方法上寻求创新,多电平变换器正是在这一背景下应用而生的此外,由于传统的电压型逆变电路是降压工作模式,传统的电流型逆变电路是升压工作模式。