电力电子 - 逆变器类型


逆变器是指将直流电能转换为所需频率和电压输出的交流电能的电力电子装置。

逆变器分为两大类 -

  • 电压源逆变器(VSI) - 电压源逆变器具有刚性直流源电压,即直流电压在逆变器输入端子处具有有限阻抗或零阻抗。

  • 电流源逆变器 (CSI) - 电流源逆变器由高阻抗直流源提供可变电流。产生的电流波不受负载的影响。

单相逆变器

单相逆变器有两种类型:全桥逆变器和半桥逆变器。

半桥逆变器

这种类型的逆变器是全桥逆变器的基本构建模块。它包含两个开关,每个电容器的电压输出等于 $\frac{V_{dc}}{2}$。此外,这些开关是互补的,也就是说,如果一个开关打开,另一个开关就会关闭。

全桥逆变器

该逆变器电路将直流电转换为交流电。它通过按正确的顺序关闭和打开开关来实现这一点。它有四种不同的操作状态,具体取决于哪些开关闭合。

三相逆变器

三相逆变器将直流输入转换为三相交流输出。其三个臂通常延迟120°的角度以产生三相交流电源。逆变器每次切换的比例为 50%,并且在时间 T(60° 角度间隔)的每 T/6 后发生切换。开关S1和S4、开关S2和S5以及开关S3和S6彼此互补。

下图显示了三相逆变器的电路。它只不过是将三个单相逆变器置于同一直流电源上。三相逆变器中的极电压等于单相半桥逆变器中的极电压。

三相逆变器

上述两种类型的逆变器有两种导通模式——180°导通模式120°导通模式

180° 传导模式

在这种导通模式下,每个器件都处于 180° 的导通状态,并且以 60° 的间隔打开。端子A、B、C是电桥的输出端子,连接负载的三相三角形或星形连接。

下图解释了平衡星形连接负载的操作。在 0° – 60° 期间,点 S1、S5 和 S6 处于导通模式。负载的端子 A 和 C 连接到电源的正极点。端子 B 在其负点连接至源极。另外,电阻R/2位于中性端和正极端子之间,电阻R位于中性端和负极端子之间。

180 传导模式

负载电压如下;

VAN = V/3,

V BN = −2V/3,

电压CN =V/3

线电压如下;

V AB = V AN – V BN = V,

VBC = VBN - VCN =-V

VCA = VCN - VAN = 0

180° 传导模式的波形

180 导通模式的波形

120° 传导模式

在这种导通模式下,每个电子器件都处于120°的导通状态。它最适合负载中的三角形连接,因为它会在任何相位上产生六步类型的波形。因此,在任何时刻只有两个器件导通,因为每个器件仅以 120° 导通。

负载上的端子 A 连接到电源的正极,端子 B 连接到电源的负极。负载上的端子C处于悬浮状态。此外,相电压等于负载电压,如下所示。

相电压 = 线电压

V AB = V

VBC = -V/2

V CA = −V/2

120° 传导模式的波形

180 导通模式的波形