电力电子技术课件：无源逆变器.ppt

电力电子技术中的无源逆变器是一种广泛应用的电力转换设备，它主要由晶闸管等半导体器件构成。无源逆变器的特点在于其工作模式，它将直流电源转换为交流电源，但不直接连接到电网，而是供给负载或用于储能系统。 在无源逆变器中，晶闸管作为主要的开关元件，但由于晶闸管的关断不可控，需要通过强迫换流电路来确保在特定时刻关断晶闸管。例如，在晶闸管单相并联逆变器（串联电感式逆变器）中，电路通常包含串联的电感L和并联的电容C，以及换流电感和电容，形成一个对称电路。在稳定工作状态下，负载电流I0由+E经过T1、L1、RL、L4、T4流动，电感L1和L3紧密耦合，共同参与换流过程。 换流过程分为四个阶段：T3被触发导通，通过反电势E使T1关断，形成互补强迫换流；接着，T1关断后，L1的能量转移至L3，C3放电，C1充电，负载电流保持稳定；然后，L3的磁场能逐渐释放，通过二极管D3和D2向电源回馈能量，负载电压和电流下降；当L3的能量完全释放，负载电流反向，直至达到新的稳定状态。 对于晶闸管三相桥式逆变器，分为电压型逆变器（VSI）和电流型逆变器（CSI）。VSI的直流输入具有电压源特性，因此输出也是电压源特性，控制相对简单，但输出不能短路。而CSI的直流输入是电流源，输出同样为电流源，控制响应快，但输出可以短路，且装置通常体积大，不适合广泛应用，因为全控器件的逆阻特性不足。 在具体的应用中，例如一个采用双向晶闸管的三相交流调压电路，可以通过控制导电时间和占空比来调整负载平均功率。电流型逆变器与电压型逆变器的区别在于输入输出特性和控制方式，前者关注电流控制，后者注重电压控制。计算电路参数如关断时间t0、电流有效值等，需要考虑电源频率、负载条件和器件特性。 在设计无源逆变器时，需要根据负载特性和输入电源条件选择合适的换流电感和电容值，以保证逆变器的稳定运行和高效能量转换。例如，对于给定的参数，可以通过计算关断时间和最大关断时间来确定电感和电容的大小，确保逆变器能够满足负载的最大电流需求。 总结来说，无源逆变器是电力电子技术中的关键组成部分，涉及晶闸管的控制策略、换流机制、电路设计和性能分析等多个方面。理解这些知识点对于设计和优化电力转换系统至关重要。