电力电子技术cha课件

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1、电电 力力 电电 子子 技技 术术Power ElectronicsPower Electronics安徽省高等学校精品课程合肥工业大学电气与自动化工程学院 张兴电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术第第4章章 DCAC变换器变换器 1234概述概述 电压型逆变器（电压型逆变器（VSIVSI） 空间矢量空间矢量PWMPWM控制控制 基本内容电流型逆变器电流型逆变器 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术DC-AC变变换换器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。D

2、C-AC变换器又称为无无源源逆逆变变电电路路，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有源源逆逆变变电电路路,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逆变器。 4.1 概述4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3

3、电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分布空间电压矢量分布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术在工程与民用邻域,逆变器具有广泛的应用，如：u电气传动中的变频器、热处理中的感应加热电源、通讯与办公系统中的不间断电源（UPS）、特种电源中的电镀电源和焊接电源、风光发电系统中的逆变电源等。u可见，逆变器是一种将直流电能变换为交流电能并向无源负载供

4、电的重要电力电子电路重点学习内容: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。4.1 概述4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分布空间电压

5、矢量分布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术重点学习内容: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。6.空间矢量PWM控制的基本问题原理、矢量分布、矢量合成。 back Next4.1 概述4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理

6、4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分布空间电压矢量分布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的

7、基本原理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。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4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控

8、制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术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流通特性4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器

9、的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术图4-1

10、b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。 4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波

11、逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术以图4-2a所示的单相电压型全桥逆变器原理电路来讨论逆变器的基本原理。图4-2a中，当功率管VT1（VD1）和VT4（VD4）导通而VT2（VD2）和VT3（VD3）

12、关断时，输出电压为正的方波电压；当功率管VT2（VD2）和VT3（VD3）导通而VT1（VD1）和VT4（VD4）关断时，输出电压为负的方波电压。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。4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型

13、方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器实现DC-AC变换功能的逆变器有那些变换方式呢？电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术1.方波变换方式方波变换方式 方波变换方式是实现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

14、：脉冲幅值调脉冲幅值调制制（PAMPluse Amplitude Modulation）和单脉冲调制单脉冲调制（SPMSingle 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。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）。4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆

15、变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术1.方波变换方式方波变换方式 单脉冲调制（S

16、PM）是指：逆变器的输出频率仍由方波的周期来控制，而逆变器输出基波的幅值则由逆变器输出方波的导通角进行控制，即可使导通角在0180范围调节，逆变器的输出波形如图4-3e所示。显然，采用SPM控制方式时，逆变器输出方波的幅值即逆变器直流侧电压（或电流）的幅值恒定。4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电

17、压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的基本原理1.方波变换方式方波变换方式 采用SPM变换方式时，由于逆变器输出方波的幅值一定，因此逆变器直流侧可采用较为简单的不变幅值的直流电源整流输入方式（如二极管整流电路）。但是SPM方式由于需要调节方波的导通角，因而需要采用快速功率元件（如IGB

18、T等）PAM方式由于需要控制逆变器输出方波的幅值，因此逆变器直流侧必须采用可变幅值的直流电源整流输入方式（如采用相控整流电源），因而直流侧电路与控制相对复杂。但是PAM方式由于输出方波的导电角恒定，因此无需采用快速的全控型功率元件（如IGBT等）4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量P

19、WM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术2.阶梯波变换方式阶梯波变换方式采用方波变换方式时，虽然逆变器的控制较为简单，但交流输出谐波较大。研究表明：对于180方波变换方式，其输出波形的谐波总畸变率THD 约为48，而对于120方波变换方式，其输出波形的谐波总畸变率THD约为30。为何120方波变换方式的输出波形的THD比180方波变换方式的的输出波形

20、的THD要低呢？因此，为减少DC-AC变换时的交流输出谐波，可以考虑采用方波变换叠加以增加输出交流波形的输出电平数 。 THDTotal Harmonic Distortion，衡量谐波含量的重要指标4.1.1 逆变器的基本原理4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.

21、3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的基本原理阶梯波变换方式阶梯波变换方式由于这种多电平输出的交流波形形似阶梯波形，因此采用方波叠加的DC-AC变换方式成为交流阶梯波变换，如图4-4a所示。4-4a所示的交流阶梯波是由三组采用方波变换的叠加组合而成，该阶梯波的THD为9.48%，远低于120和180方波变换时的THD。实现这种交流阶梯波变换的原理

22、电路如图4-4b所示分相叠加的组合逆变器结构，通过多组采用方波变换的逆变器进行移相叠加组合 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4

23、.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的基本原理阶梯波变换方式阶梯波变换方式由由于于这这种种多多电电平平输输出出的的交交流流波波形形形形似似阶阶梯梯波波形形，因因此此也也可可采采用用基基于于全全桥桥基基本本单单元元叠叠加加的的级级连连型型多多电电平平拓拓扑结构扑结构，如图所示。，如图所示。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.

24、1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器 基于全桥基本单元叠加的级连型多电平拓扑结构电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的基本原理斩控调制方式斩控调制方式 脉冲宽度调制（PWM）： 在一定的开关调制频率条件下，调

25、制脉冲的幅值恒定，而调制脉冲的宽度可调。若调制脉冲的宽度按正弦分布，则称之为正弦脉冲宽度调制（正弦脉冲宽度调制（SPWM），基于SPWM控制的逆变器输出波形如图4-5a所示。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布

26、4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.1 逆变器的基本原理斩控调制方式斩控调制方式 脉冲频率调制（PFM）： 这种控制方式是指调制脉冲宽度和幅值固定不变，而脉冲调制频率可调。基于PFM控制的逆变器输出波形如图4-5b所示。PFM控制方式由于需要很宽的开关频率变化范围，考虑到输出滤波器设计的困难，因此在逆变器中一般较少采用。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变

27、器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.2 逆变器的分类 1.按直流侧储能元件

28、的性质，逆变器可分为电压型逆变器电压型逆变器（VSIVoltage Source Inverter）和）和电流型逆变器电流型逆变器（CSICurrent Source Inverter）。逆变器中直流侧必须设置储能元件储能元件，如电感元件和电容元件。储能元件的作用作用：u直流侧的滤波作用；u缓冲负载的无功能量。当逆变器直流侧设置电容元件且电容容量足够大时，此时由于直流侧的低输出阻抗，因而呈现出电压源特性当逆变器直流侧设置电感元件且电感值足够大时，此时由于直流侧的高输出阻抗，因而呈现出电流源特性。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类

29、4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.2 逆变器的分类 2.按逆变器输出波形的不同，逆

30、变器可分为方波逆变器方波逆变器、阶梯波阶梯波逆变器逆变器、以及正弦波逆变器正弦波逆变器等。方波逆变器常采用脉冲幅值调制（PAM）控制阶梯波逆变器常采用移相叠加控制或多电平控制正弦波逆变器则常采用脉冲宽度调制（PWM）控制3.按逆变器功率电路结构形式的不同，逆变器可分为半桥逆变器半桥逆变器、全桥逆变器全桥逆变器、推挽式逆变器推挽式逆变器等。4.按逆变器功率电路的功率器件的不同，逆变器可分为半控型逆半控型逆变器变器和全控型逆变器全控型逆变器。半控型逆变器功率电路的功率器件采用半控型功率器件 全控型逆变器功率电路的功率器件采用全控型功率器件 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原

31、理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.2 逆变

32、器的分类 5.按逆变器输出频率的不同，逆变器可分为工频逆变器工频逆变器、中频逆中频逆变器变器以及高频逆变器高频逆变器。6.按逆变器输出交流电的相数的不同，逆变器可分为单相逆变器单相逆变器、三相逆变器三相逆变器以及多相逆变器多相逆变器。7.按逆变器输入、输出是否隔离，逆变器可分为隔离型逆变器隔离型逆变器和非隔离型逆变器非隔离型逆变器。其中隔离型逆变器又可分为低频隔离型逆变低频隔离型逆变器器和高频隔离型逆变器高频隔离型逆变器两类。8.按逆变器输出电平的不同，逆变器可分为两电平逆变器两电平逆变器和多电多电平逆变器平逆变器。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器

33、的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.3 逆变器的性能指标1逆变器

34、的输出波形性能指标 谐波系数谐波系数HF（Harmonic Factor）:表征实际波形中第n次谐波与基波相比的相对值。第n次谐波系数HFn定义为第n次谐波分量有效值Un与基波分量有效值U1之比，即 总谐波畸变系数总谐波畸变系数THD（Total Harmonic Distortion Factor）表征实际波形同基波分量的接近程度。总谐波畸变系数THD定义为各次谐波分量有效值Un（n=2、3）平方之和的开方与基波分量有效值U1之比，即4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变

35、器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器对于理想正弦波而言，其THD为零。 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.3 逆变器的性能指标1逆变器的输出波形性能指标 畸变系数畸变系数DF（Di

36、stortion Factor）表征一个实际波形中谐波分量对波形畸变的影响程度 。DF定义为：考察第n次谐波对波形畸变的影响程度，可定义第n次谐波的畸变系数DFn为 最低次谐波最低次谐波LOH（Lowest-Order Harmonic）4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制

37、控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.1.3 逆变器的性能指标2其它主要性能指标 额定容量 逆变效率 输出频率精度 功率密度 输出直流分量 过载能力 短路能力 允许输入电压 输出电压精度 负载功率因数 平均无故障间隔时间（MTBF）4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指

38、标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2 电压型逆变器（VSI） 电压型逆变器的直流侧以电容为能量缓冲元件，从而使

39、其直流侧呈现出电压源特性。电压型逆变器有以下主要特点特点：直流侧有足够大的储能电容元件，直流侧呈现出电压源特性。逆变器输出电压波形为方波或方波脉冲，该波形与负载无关。逆变器输出的电流波形则取决于负载，且输出电流的相位随负载功率因数的变化而变化。逆变器输出电压的控制可以通过PAM 和PWM来实现。依据电压型逆变器的控制方式和结构的不同，电压型逆变器主要可分为方波型方波型、阶梯波型阶梯波型、正弦波型正弦波型（PWM型）三类。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器

40、（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1 电压型方波逆变器 按拓扑结构的不同可分为多种结构，主要包括：u单相全桥逆变器u单相半桥逆变器u推挽式逆变器u三相桥式逆变器

41、按所采用功率器件的不同分为：u半控型u全控型由于电压型逆变器已较少采用基于晶闸管的半控型结构，因此，以下将只讨论全控型电压型逆变器。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量

42、的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术电压型单相方波逆变器以不同的拓扑结构可分为电压型单相全电压型单相全桥逆变器桥逆变器、电压型单相半桥逆变器电压型单相半桥逆变器以及带中心抽头变压器的电带中心抽头变压器的电压型单相推挽式逆变器压型单相推挽式逆变器等。1 电压型单相全桥方波逆变器电压型单相全桥方波逆变器 该逆变器由四个桥臂构成。这种电压型单相全桥方波逆变器的输出波形控制主要有脉冲幅值调制（PAM）和单脉冲调制（SPM）两类，而单脉冲调制又包含对称单脉冲调制和移

43、相单脉冲调制。 4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变

44、器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器上桥臂下桥臂电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 1)脉冲幅值调制脉冲幅值调制主电路的四个功率管采用180互补控制模式逆变器输出的电压为180导电的交流方波电压其方波电压幅值即为逆变器的直流电压幅值，其互补驱动信号与输出波形如图4-7所示。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电

45、压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术功率管的实际导通角则与负载电功率管的实际导通角则与负载电流电压相位角有关。流电压相位角有关。 4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变

46、器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术

47、4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电

48、流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 1)脉冲幅值调制脉冲幅值调制 若令逆变器输出电压有效值为Uab而瞬时值为uab，则Uab、uab分别为：输出基波电压的有效值U1为: 改变方波驱动信号周期方波驱动信号周期即可改变交流输出电压频率交流输出电压频率对于PAM控制方式，逆变器输出电压的基波幅值输出电压的基波幅值则由直流电压直流电压进行控制，因而需要设置可控整流电源，因而PAM控制方式在电压型逆变器中运用不多，而在基于晶闸管的电流型逆变器中运用较多 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.

49、2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（4-5） （4-6） （4-7） 电力电子技术cha最新电电力力电电子子

50、技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 2) 对称单脉冲调制对称单脉冲调制特点：每半个输出周期对称改变一次逆变器的开关状态，并通过调整方波脉冲的宽度来控制逆变器输出电压的基波大小，相关波形如图4-8所示。(对于电阻性负载 ) 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制

51、4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 2) 对称单脉冲调制对称单脉冲调制要改变输出电压的基波幅值，只需改变其中矩形调制波幅值Urm的大小，而三角载波的幅值Ucm则固定不变。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电

52、压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器改变矩形调制波的幅值大小就可以线性改变功率管驱动信号的宽度，从而改变输出方波电压的宽度，即改变输出电压的基波幅值若需改变输出电压的频率，则只要同步改变三角载

53、波和矩形调制波的周期Ts即可 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 2) 对称单脉冲调制对称单脉冲调制输出方波电压的宽度为 : M为调制系数，且定义MUrm/Ucm。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相V

54、SR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（4-8） （4-9） 显然，M1， 。根据傅立叶分析，对于图4-8所定义的时间坐标原点，宽度为的方波电压有效值Uab和瞬时值uab分别为 （4-10） 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 2) 对称单脉冲调制对称单脉冲调制n次谐波电压幅值Unm和基波电压幅值U1m分别为 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.

55、2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（4-11） （4-12）进一步分析表明：对称单脉冲调制时，改变方波宽度可

56、以有效地控制逆变器输出电压基波的大小，但不能有效地抑制输出电压的谐波。例如：当2/3时，三次谐波幅值为零，即不存在三次谐波；而当时，三次谐波幅值则为基波幅值的33。对称单脉冲无法在感性负载上实现，因为桥臂续流二极管的续流！对称单脉冲无法在感性负载上实现，因为桥臂续流二极管的续流！ 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 3）移相单脉冲调制移相单脉冲调制特点：为为实实现现对对感感性性负负载载的的驱驱动动，可可使使单单相相全全桥桥逆逆变变器器四四个个功功率率管管驱驱动动信信号号均均为为180方方波波，并且负载一端上下桥臂的驱动信号相位固定，而负载另一端上

57、下桥臂的驱动信号相位可移动。一般称驱动信号相位固定的桥臂为超超前前桥桥臂臂，称驱动信号可移相的桥臂为滞后桥臂滞后桥臂。调节超前桥臂与滞后桥臂间的相角，就可以调节单相全桥逆变器的输出方波宽度，从而控制逆变器输出电压的基波幅值。图4-9移相单脉冲调制时驱动信号与输出波形4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3

58、 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术2. 电压型单相半桥方波逆变器电压型单相半桥方波逆变器 对于一定直流侧电压且采用单脉冲调制的电压型单相全桥逆变器，当需要逆变器在较低的输出交流电压范围运行时，其输出方波脉冲相对较窄这种情况下，一方面输出脉冲的调节范围会变小，另一方面逆变器输出的谐波分量将变大。造成上述情况的原因原因主要是由于

59、电压型单相全桥逆变器工作时，其输出的方波电压幅值总是等于直流电压幅值，因此若要输出较低的交流电压，则必然使输出方波的宽度调窄那么一定的直流侧电压条件下，如何改善较低交流电压输出时电压型单相逆变器的性能呢？4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM

60、控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术2. 电压型单相半桥方波逆变器电压型单相半桥方波逆变器 为此，可考虑降低逆变器输出方波电压的电压幅值以使输出方波电压的脉冲宽度变宽。但是要在不降低逆变器直流电压且采用单脉冲控制的条件下，适当降低逆变器输出方波电压的电压幅值，则必须对电压型单相全桥方波逆变器的电路结构进行改造。将逆变器的直流电压分解为两个相等的电压源

61、串联，并将串联电压源的电压中心点与负载一端相连，而负载的另一端与桥臂支路的输出端相连，这种只有一相桥臂支路的电压型单相逆变器称为电压型单相半电压型单相半桥逆变器桥逆变器电路结构和采用电路结构和采用180导电的交流方波调制导电的交流方波调制时的相关波形如图4-10所示。4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压

62、型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 2. 电压型单相半桥方波逆变器电压型单相半桥方波逆变器 在0tTs/2期间，VT1得到驱动，VT2截止，逆变器的输出电压uanUd/2 ； 在Ts/2tTs期间，VT2得到驱动，VT1截止，逆变器的输出电压uanU

63、d/2 在直流侧电压相同的情况下，电压型单相半桥逆变器输出方波电压的幅值只有电压型单相全桥逆变器输出方波电压的一半。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电

64、流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 电压型单相半桥方波逆变器与电压型单相全桥方波逆变器相比 :u少用了一半的功率器件u当直流侧电压相等时，180调制时调制时的输出电压有效值Uan、瞬时值uan以及输出基波分量的有效值U1均降低了一半u在直流侧电压和输出功率相等直流侧电压和输出功率相等条件下，功率器件的耐压值比全桥逆变器功率器功率器件的耐压值比全桥逆变器功率器件的耐压值相等，件的耐压值相等，但电流定额比全桥逆但电流定额比全桥逆变器功率器

65、件的电流定额提高一倍变器功率器件的电流定额提高一倍u适合于“高电压”输入且“低电压”输出的变流应用场合 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流

66、型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器由于只有一相桥臂，单相半桥方波由于只有一相桥臂，单相半桥方波逆变器无法采用移相单脉冲调制！逆变器无法采用移相单脉冲调制！电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.1 电压型单相方波逆变器 3. 带带中中心心抽抽头头变变压压器器的的电电压压型型单单相相推推挽式方波逆变器挽式方波逆变器 电压型单相半桥方波逆变器较适合于“高电压”输入且“低电压”输出的变流应用场合。若实际应用是要求逆变器与输出负载隔离或者负载电压与逆变器直流电压的幅值相差较大时，如何设计出满足要求的电压型单相逆变器电路

67、呢？图4-11所示的带中心抽头变压器的电压型单相推挽式逆变器电路就能满足这一要求。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电

68、流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-11带中心抽头变压器的电压型单相推挽式方波逆变器电路与单相全桥方波逆变器相比，带中心抽头变压与单相全桥方波逆变器相比，带中心抽头变压器的电压型单相推挽式方波逆变器器件少用了器的电压型单相推挽式方波逆变器器件少用了一倍，但在直流侧电压相同的情况下其开关管一倍，但在直流侧电压相同的情况下其开关管耐压却要高出一倍！耐压却要高出一倍！电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 方波调制是DC-AC变换最简单的一种控制方式。若以图4-12所示的逆逆变变器器直直流流电电压压中中心

69、心点点为为电电位位参参考考点点，控制相应的功率管使逆变器各相输出相位互差120的交流方波电压，即可实现电压型三相DC-AC的变换。逆变器每相的方波变换可采用180导电方式和120导电方式 。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空

70、间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-12电压型三相桥式逆变器电路结构 电压型三相桥式方波逆变器电压型三相桥式方波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 180导电方式导电方式有以下特征特征：每相的上下桥臂均采用180互补控制模式。相邻相的桥臂驱动信号相位互差120任何时刻有且只有三个桥臂导电，或两个上桥臂一个下桥臂导电，或一个上桥臂两个下桥臂导电4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本

71、原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-13电压型三相桥式逆变器180导电方式

72、时的相关波形按图所标功率器件的序号，相邻序号的功率管的驱动信号相位互差60180导电方式导电方式电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 180导电方式导电方式方式有以下特征特征：若逆变器直流侧电压为Ud，当负载为星形对称负载时，则逆变器输出相电压波形为交流相电压波形为交流六阶梯波波形六阶梯波波形相电压波形相电压波形每间隔60就发生一次电平的突变，且电平取值分别为Ud/3、2Ud/3若逆变器直流侧电压为Ud，则逆变器输出线线电压波形为电压波形为120导电的交流方波导电的交流方波波形，其方波幅值为Ud 。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆

73、变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-13电压型三相桥式逆变器180导电方式时的相

74、关波形电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 对对于于180导导电电方方式式的的电电压压型型三三相相桥桥式式逆逆变变器器电电路路，总总共共有有238个个开开关模式关模式去去除除三三个个上上桥桥臂臂全全通通和和三三个个下下桥桥臂臂全全通通这这两两个个零零电电压压开开关关模模式式，则则采采用用180导导电电方方式式的的三三相相桥桥式式方方波波逆逆变变器器共共有有六六个个非非零零电电压压开开关关模模式式对对应应每每个个非非零零电电压压开开关关模模式式的的逆逆变变器器等等值值电电路路及及其其输输出出电电压压如如下下表表所示。所示。4.1 概述概述 4.1

75、.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力

76、力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 考虑180导电方式的电压型三相桥式逆变器的相电压波形，该波形为交流六阶梯波波形。如如果果取取时时间间坐坐标标为为相相电电压压阶阶梯梯波波的的起起点点，并利用傅立叶分析，则不难求得逆变器输出a相电压的瞬时值uan为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器

77、4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-13电压型三相桥式逆变器180导电方式时的相关波形（4-13）电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 从式（4-13）分析可知， 显然，180导电方式的电压型三相桥式逆变器的输出相电压波形中不含偶次和3次谐波，而只含有5次及5次以上的奇次谐波（6K1)，且谐波幅值与谐波次数成反

78、比其中相电压基波幅值Uan1m为 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型

79、阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（4-14） 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 另外，考虑180导电方式时的电压型三相桥式逆变器的线电压波形，该波形为120的交流方波波形。如如果果取取时时间间坐坐标标为为线线电电压压零零电电平平的的中中点点，并利用傅立叶分析，则不难求得逆变器输出线电压的瞬时值uab为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压

80、型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-13电压型三相桥式逆变器180导电方式时的相关波形（4-15）电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 从式（4-15）分析可知， 180导电方式的电压型三相桥式逆变器的输出线电压波形中不含偶次和3

81、次谐波，而只含有5次及5次以上的奇次谐波，且谐波幅值与谐波次数成反比，其中线电压的基波幅值Uabm1为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型

82、逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（4-16） 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 这种调制方式要求逆变器中功率管的驱动信号为120方波，其有以下特征：u每相的上下桥臂均采用120控制且有60导通间隙。u相邻相的桥臂驱动信号相位互差120u任何时刻有且只有两个桥臂导电，即一个上桥臂和一个下桥臂导电u相邻序号功率管的驱动信号相位互差604.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2

83、 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器（2） 120导电方式导电方式：电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 （2） 120导电方式导电方式：

84、u若逆变器直流侧电压为Ud，当负载为星形对称负载时，负载相电压波形为相电压波形为120导电的交流方波波形，其方波幅导电的交流方波波形，其方波幅值为值为Ud/24.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电

85、压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 （2） 120导电方式导电方式：u若逆变器直流侧电压为Ud，则逆变器输出线电压波形为交流六阶梯波输出线电压波形为交流六阶梯波波形，即每间隔60就发生一次电平的突变，且电平取值分别为Ud、Ud/2。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器

86、（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 （2） 120导电方式导电方式：u由于每相的上下桥臂均采用120控制且有60导

87、通间隙，因而避免了换流时上下桥臂的直通。u由于任何时刻只有两个桥臂导电，从而导致功率器件的利用率较低，因此电压型三相桥式逆变器一般不采用120导电方式，而采用180导电方式。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布

88、4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.1.2 电压型三相桥式方波逆变器 （2） 120导电方式导电方式：u120导电方式运用于电机驱动时，由于导电方式运用于电机驱动时，由于存在一相的断流，因此换流时存在电压存在一相的断流，因此换流时存在电压尖峰，需要加滤波电路尖峰，需要加滤波电路u120导电方式主要运用于电流型三相桥式逆变器的控制中4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的

89、分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2 电压型阶梯波逆变器 电压型

90、阶梯波逆变器的拓扑结构种类主要包括：变压器移相叠加结构、级联移相叠加结构以及多电平结构。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.

91、4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器变压器移相叠加结构多电平结构（三电平）电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构图4-15a为两个单相电压型逆变器的串联移相叠加结构当每个逆变器采用单脉冲方波调制且脉冲宽度为若两个变压器的变比为1:1，并且使两个单相逆变器输出方波的相相位角错开位角错开角度角度后再进行串联叠加则串联叠加后的电压波形为8阶梯波电压波形，如图4-15b所示。4.1 概述概述 4.1.1

92、逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-15两个单相电压型逆变器的

93、串联移相叠加及其相关波形电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构根据傅立叶分析，每个逆变器的输出电压u1、u2以及其叠加输出电压uo分别为。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空

94、间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器 (4-17) (4-18)(4-19）电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器1.单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构值得一提的是：为消除第n次谐波，则cos(n/2)=0，即(n/2)2k/2，其中k0，1，2，3，因此移相角满足：（4k）/ n。分析可得，在消除3次

95、谐波时，n为3以及3的奇数倍。同理, 在消除5次谐波时，n为5以及5的奇数倍。如果移相角/3，则不仅消除了3次谐波，而且同时也消除了3的奇次倍谐波；如果移相角/5，则不仅消除了5次谐波，而且同时也消除了5的奇次倍谐波可见，相对于方波逆变器而言，阶梯波逆变器的输出谐波将大为减小。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波

96、逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构图为三个单相电压型逆变器的串联移相叠加的电路结构三个单相电压型逆变器的串联移相叠加的基波电压合成相量构思：l每个逆变器采用单脉冲方波调制且脉冲宽度为120l若逆变器1、逆

97、变器3输出变压器的变比均为1：1，l而逆变器2输出变压器的变比为 ，并且使三个单相逆变器输出方波的相位角依次错开45后再进行串联叠加。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量

98、的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器三个单相电压型逆变器二次侧基波电压合成相量 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构三个单相逆变器输出方波的相位角依次错开45后再进行串联叠加，则串联叠加后的电压波形为12阶梯波电压波形。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电

99、压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构若以叠加后输出电

100、压u的向量为基准，则各逆变器的输出电压u1、u2、u3以及叠加后的输出电压u分别为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电

101、流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器 (4-21)(4-22) (4-23) (4-24) 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器单相变压器串联移相叠加结构单相变压器串联移相叠加结构其中基波与各次谐波的幅值为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2

102、.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器 (4-25) 显然，若要消除第n次谐波则应使Um(n)0，即 ，因此，当n为某些次数时，对应的这些次数的谐波幅值为零，即n/4=2k+/4, k0，1，2，3，n =8k +41。可见当k0时，n =3，5；当k1时，n =11，13；当k2时，n =19，21； .以上分析表明：当在输

103、出电压u中消除3，5，11，13，19，21，次谐波时，则输出电压u中将不包含8k +41次谐波。另外，进一步分析式(4-24)可知，输出电压u中的谐波含量与脉冲宽度有关，当150时，输出电压u中的谐波含量最少。当调节脉冲宽度时，输出电压u的基波幅值和谐波含量均会发生变化。 (4-24) 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器三三相相变变压压器器串串联联移移相叠加结构相叠加结构与单相变压器串联移相叠加结构相类似，三相阶梯波电压型逆变器也可以采用三相变压器串联移相叠加结构加以实现，图4-17为两个三相电压型逆变器（逆变器1、逆变器2

104、）采用变压器串联移相的叠加结构。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶

105、梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-17两个三相电压型逆变器采用变压器串联移相叠加的电路结构 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器三三相相变变压压器器串串联联移移相相叠加结构叠加结构与单相变压器串联移相叠加结构相类似，三相阶梯波电压型逆变器也可以采用三相变压器串联移相叠加结构加以实现；图为两个三相电压型逆变器（逆变器1、逆变器2）采用变压器串联移相的相量叠加构想4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆

106、变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-18变压器T1、T2的二次侧基波电压合成相量 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器4.1 概述概述 4.

107、1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-17两个三相电压型逆

108、变器采用变压器串联移相叠加的电路结构 图4-18变压器T1、T2的二次侧基波电压合成相量 图4-19串联移相叠加输出一相的相关波形 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器三三相相变变压压器器串串联联移移相叠加结构相叠加结构采用180导电方式控制时，其逆变器输 出 线 电 压 应 为120方波电压。为了形成串联移相叠加的阶梯波电压，可使逆变器2的输出电压相位滞后于逆变器1的输出电压相位30。降低输出电压谐波 变压器的接法 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变

109、器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-17两个三相电压型逆变器采用变压器串联移相叠加的电路结构 输出变压器T1绕组采用D/Y形接法 输出变压器T2一

110、次侧绕组采用D形接法，而二次侧绕组则采用曲折Y形接法 若使变压器T1的二次侧输出电压幅值与变压器T2的二次侧输出电压幅值相等，变压器T1、T2的变比分别为1:1和1:1/3，且变压器T1、T2的一次侧绕组匝数应相等。需要注意的是，图4-17中变压器T2的二次侧平行绕组应绕在同一铁芯上变压器T1、T2的二次侧基波电压合成相量图如图4-18所示电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型

111、逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-17两个三相电压型逆变器采用变压器串联移相叠加的电路结构 图4-18变压器T1、T2的二次侧基波电压合成相量 图4-19串联移相叠加输出一相的相关波形 电

112、力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器由图4-17、4-19并根据傅立叶分析，可得变压器T1、T2 的一相（U相）二次侧各绕组输出电压分别为4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电

113、压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器(4-26)(4-27) （ 4-28)电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器显然，每个绕组的输出电压只含有6k1（k1，2，3）次谐波，即含有5次、7次等奇次谐波，而不含有3次谐波将变压器T1、T2 的一相（U相）二次侧各绕组输出电压叠加，则采用变压器输出串联移相叠加后的三相阶梯波电压型逆变器的一相（U相）的输出电压为4.1 概述概述

114、 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器(4-29)采用变压

115、器输出串联移相叠加后的三相阶梯波电压型逆变器的一相（U相） 输出电压只含有12k1次谐波，即含有11次、13次等奇次谐波，而不含有5次、7次谐波实际上，变压器T1、T2 的一相（U相）二次侧各绕组输出电压波形均为120方波，而120方波可由两个互差60的180方波叠加而成。其各自的基波相位互差60，而各自3次谐波的相位则互差360180，因此120方波中不含有3次谐波电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.1采用变压器移相叠加结构的电压型阶梯波逆变器若将两个120方波的相位互差180/536，则其各自的基波相位互差36，而各自5次谐波的相位则互差536180，因此两个相位互差

116、36的120方波叠加，其叠加后的波形中将不含有5次谐波。同理，若将两个120方波的相位互差180/724.7并进行叠加，则叠加后的波形中将不含有7次谐波。显然，若通过两个相位互差适当角度的方波直接进行移相叠加，其叠加后的波形中只能消除某一特定次谐波。但是，若两个相位互差适当角度的方波通过变压器进行移相叠加，只要适当选择变压器的变比和二次侧绕组的电压合成方式，就可以同时消除2个特定次谐波（如5次、7次谐波）。利用串联移相叠加的逆变器组数越多，其输出阶梯波的阶梯数就越多，利用串联移相叠加的逆变器组数越多，其输出阶梯波的阶梯数就越多，能消除的谐波也就越多能消除的谐波也就越多。 4.1 概述概述 4.

117、1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电

118、力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 1.引言引言多电平逆变器(Multilevel Inverter)，就是通过对直流侧的分压和开关动作的不同组合，实现多电平阶梯波电压的输出，从而使波形更加正弦化。三电平拓扑在高压大功率场合中应用时，一方面降低了器件承受的开关应力，减小器件的开关损耗；另一方面降低了电路运行中的du/dt 、di/dt和输出波形谐波含量等。因此，三电平变换器已经在高压大功率变频调速系统、电力系统有源滤波和动态无功补偿等领域得到了高泛的研究与应用。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类

119、4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 4.

120、1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器三电平逆

121、变器桥路基本结构三电平逆变器桥路基本结构二极管钳位式三电平桥 电容钳位式三电平桥 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分

122、布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-20中点箝位式三电平逆变器拓扑结构 二极管箝位式三电平逆变器又称NPC（Neutral Point Clamped）三电平逆变器。这种逆变拓扑在开关器件承受相对两电平结构二分之一压降和更低的开关频率情况下，得到与两电平相同或者更好的输出波形。二极管箝位式三电平逆变器二极管箝位式三电平逆变器电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 三电平逆变器工作原理三电平逆变

123、器工作原理直流侧电压通过两个串联的分压电容、将电压分为三个等级，将两个电容串联的中点定义为中性点n。每一相需要4个功率开关管，4个续流二极管，两个箝位二极管。箝位二极管能在中间两个功率开关管导通时把电平箝在零电位，同时在开关管导通时提供电流通道防止电容短路。其中每一个功率开关管承受正向阻断电压为 。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正

124、弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-20中点箝位式三电平逆变器拓扑结构 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 三电平逆变器工作原理三电平逆变器工作原理所谓三电平是指逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧电压有三种可能的取值，即：正电压、零电压和负电压。以A相为例，电容C1、

125、C2为变换电路提供2个相同的直流电压，二极管Da1、Da2用于电平箝位。当开通Sa1、Sa2 ，关断Sa3、Sa4时，在逆变电路输出端可以获得一个正电压Vdc/2；当开通Sa2、Sa3 ，关断Sa1、Sa4时，输出电压为0；当开通Sa3、Sa4 ，关断Sa1、Sa2时，可在输出端得到一个负电压-Vdc/2 。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.

126、3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-20中点箝位式三电平逆变器拓扑结构 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 三电平逆变器工作原理三电平逆变器工作原理设器件为理想器件，不计导通时的管压降。如图4-20所示，定义电流由逆变器流向负载为正方向。整个工作过程可分为以下

127、三种工作状态。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型

128、阶梯波逆变器图4-21(a) P状态，即Sa1、Sa2导通，而Sa3、Sa4关断，数学运算时以“l”表示。当A电流为正时,电流从C1正极经Sa1、Sa2流出，如图4-21(a)；当A相电流为负时，电流经开关管的反并二极管流向C1正极，如图4-21(b)。无论电流正负输出电压均为Vdc/2图4-21(b) 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 0状态，即Sa2、Sa3导通，而Sa1、Sa4关断，数学运算时以“0”表示。当A电流为正时,电流从C2正极经Da1、Sa2流出，如图4-22(a)；当A相电流为负时，电流经Sa3、Da2流向C2正

129、极，如图4-22(b)。无论电流正负输出电压均为04.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器

130、4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-22(a) 图4-22(b) 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 N状态，即Sa4、Sa3导通，而Sa1、Sa2关断，数学运算时以“l”表示。当A电流为正时,电流从C2负极经Sa4、Sa3的反并联二极管流通，如图4-23(a)；当A相电流为负时，电流经Sa4、Sa3流向C2负极，如图4-23(b)。无论电流正负输出电压均为-Vdc/24.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2

131、电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器图4-23(a) 图4-23(b) 电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 由此可见，每相桥臂的

132、四个主开关功率管有三种不同的通断组合，对应三种不同的输出电位。三电平逆变器的开关状态与输出电压关系如表2示。 4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变

133、器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器开关状态VAn导通器件流通路径Sa1Sa2Sa3Sa41100Vdc/2 0时，Sa1，Sa2主开关器件导通图4-21（a）0时，Sa2主开关器件和Da1导通图4-22（a）0时，Sa3，Sa4续流二极管导通图4-23（a）0时，Sa3，Sa4主开关器件导通图4-23（b）共有共有3 33 3=27=27中开关状态组合！中开关状态组合！电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 3. 三电平逆变器的控制要求三电平逆变器的控制要求 开关状

134、态P和0间、0和N间可以相互自由过度，P和N间不能直接过度，必须通过中间状态0来过度，不允许输出电位的跳变；4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器

135、电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电压变化率高，输出谐波大！电压变化率高，输出谐波大！电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 3. 三电平逆变器的控制要求三电平逆变器的控制要求 对主开关器件控制脉冲是有严格要求的，每一相总是相邻的两个开关器件开通，其它两个器件关断，以防止同一桥臂短路。即：Sa1与Sa3，Sa2与Sa4的驱动脉冲都要求是互补的，同时每一对主开关器件要遵循先断后通的原则，即在脉冲中必须加入死区时间；4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本

136、原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器Sa1与Sa3无死区则上桥臂电容短路！Sa1与Sa3无死区则

137、下桥臂电容短路！电力电子技术cha最新电电力力电电子子技技术术4.2.2.2 采用多电平结构的电压型阶梯波逆变器 3. 三电平逆变器的控制要求三电平逆变器的控制要求 为了保证主电路开关器件的安全工作，必须使调制成的脉冲波有最小脉宽和最小间歇宽度的限制，以保证最小脉冲宽度大于开关器件的导通时间，最小脉冲间歇宽度大于开关器件的关断时间。4.1 概述概述 4.1.1逆变器的基本原理逆变器的基本原理 4.1.2逆变器的分类逆变器的分类 4.1.3逆变器的性能指标逆变器的性能指标 4.2 电压型逆变器（电压型逆变器（VSI） 4.2.1电压型方波逆变器电压型方波逆变器 4.2.2电压型阶梯波逆变器电压型阶梯波逆变器 4.2.3电压型正弦波逆变器电压型正弦波逆变器 4.3 空间矢量空间矢量PWM控制控制 4.3.1三相三相VSR空间电压矢量分空间电压矢量分布布 4.3.2空间电压矢量的合成空间电压矢量的合成4.4 电流型逆变器电流型逆变器 4.4.1电流型方波逆变器电流型方波逆变器 4.4.2电流型阶梯波逆变器电流型阶梯波逆变器电力电子技术cha最新