图6.7 是三相桥式PWM 逆变电路，这种电路都是采用双极性控制方式，U、V 和W 三相的PWM 控制通常共用一个三角载波uc，三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120o。当给V1加导通信号时，可能是V1导通，也可能是二极管VD1续流导通，这要由阻感负载中电流的方向来决定，这和单相桥式PWM 逆变电路在双极性控制时的情况相同。......
2023-06-23
三相电压型逆变电路优化：原理及应用
【摘要】：用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路。图3.8三相桥式电压型逆变电路下面分析三相电压型桥式逆变电路的工作原理。图3.9电压型三相桥式逆变电路的工作波形当负载为三相对称负载RL 时，可由uUN的波形求出iU 的波形。这也是电压型逆变电路的一个特点。下面对三相电压型桥式逆变电路的输出电压进行定量分析。例3.1三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200 V。
用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路。但在三相逆变电路中，应用最广的还是三相桥式逆变电路。采用IGBT 作为开关器件的三相桥式电压型逆变电路如图3.8 所示，可以看成由三个单相半桥逆变电路组成。
图3.8 电路的直流侧通常只有一个电容器就可以了，但为了分析方便，画作串联的两个电容器并标出假想中点N′。三相桥式电压型逆变电路的基本工作方式也是180°导电方式，即每个桥臂的导电角度为180°，同一相（即同一半桥）上下两臂交替导电，各相开始导电的角度彼此相差120°。任一瞬间有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行，因此也称为纵向换流。
图3.8 三相桥式电压型逆变电路
下面分析三相电压型桥式逆变电路的工作原理。对于U 相输出来说，当桥臂1 导通时，uUN′=Ud/2；当桥臂4 导通时，uUN′=-Ud/2。因此，uUN′ 的波形是幅值为Ud/2 的矩形波。V、W 两相和U 相类似，uVN′ 、uWN′ 的波形形状和uUN′ 相同，只是相位依次相差120°。uUN′ 、uVN′、uWN′ 的波形如图3.9（a）、（b）、（c）所示。
负载线电压uUV 、uVW 、uWU 可由下式求出：
依照式（3.4）画出uUV 的波形如图3.9（d）所示。
设负载中点N 与直流电源假想中点N′之间的电压为uNN′ ，则负载各相的相电压分别为
把式（3.5）相加并整理可得
设负载为三相对称负载，则有uUN+uVN+uWN=0，所以有
uNN′ 的波形如图3.9（e）所示，它也是矩形波，但其频率为uUN′ 频率的3 倍，幅值为其1/3，即为Ud /6。同理可画出uVN 、uWN 的波形，只是相位依次相差120°。
图3.9 电压型三相桥式逆变电路的工作波形
当负载为三相对称负载RL 时，可由uUN的波形求出iU 的波形。负载的阻抗角φ 不同，iU的波形形状和相位都不相同。图3.9（g）所示给出的是阻感负载下φ < π/3 时iU 的波形。桥臂1 和4 之间的换流过程和半桥电路相似。上桥臂1 中的V1 从通态转换到断态时，因负载电感中的电流不能突变，下桥臂4 中的VD4 先导通续流，待负载电流降到零，桥臂4 中的电流反向时，V4 才开始导通。负载阻抗角φ 越大，VD4 导通的时间就越长。uUN′ > 0 即为桥臂1 导电的区间，其中iU<0 时为VD1 导通，iU>0 时为V1 导通；uUN′ < 0 即为桥臂4 导电的区间，其中iU>0 时为VD4 导通，iU<0 时为V4 导通。
iV、iW 的波形和iU 形状相同，相位依次相差120°。把桥臂1、3、5 的电流相加可得直流侧电流id 的波形，如图3.9（h）所示。可以看出，id 每隔60°脉动一次，而直流侧电压基本无脉动，因此逆变器从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的，且脉动的情况和id 脉动的情况大体相同。这也是电压型逆变电路的一个特点。
下面对三相电压型桥式逆变电路的输出电压进行定量分析。把输出线电压uUV展开成傅里叶级数得
式中，n=6k ±1，k 为自然数。
输出线电压有效值UUV 为
基波幅值为UUV1m 为
基波有效值UUV1 为
把负载相电压uUN 展开成傅里叶级数得
式中，n=6k ±1，k 为自然数。
负载相电压有效值UUN 为
基波幅值为UUN1m 为
基波有效值UUN1 为
在180°导电方式逆变器中，为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路，要采取“先断后通”的方法。即先给应关断的器件发出关断信号，待其关断后留一定的时间裕量，然后再给应导通的器件发出开通信号，即在两者之间留一个短暂的死区时间。死区时间的长短要视器件的开关速度而定，器件的开关速度越快，所留的死区时间就越短。这一“先断后通”的方法对于工作在上下桥臂通断互补方式下的其他电路也是适用的。显然，前述的单相半桥和全桥逆变电路也必须采用这一方法。
例3.1 三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200 V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7 次谐波的有效值UUV7。
解：
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2023-06-23
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2023-06-23
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2023-06-23
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2023-06-23
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2023-06-23
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