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电压源逆变器

定义:电压源逆变器缩写为VSI是一种逆变电路,它将直流输入电压转换为输出的等效交流电压。它也被称为电压馈电逆变器(VFI),其输入端的直流电源阻抗很小或可忽略不计。

在VSI中,电池组被认为是最简单的直流电压源形式,其是串联和并行组合的多个单元的组合。然而,有时光伏电池也用作直流供应源。有时,电路的主要源可以是交流电源源,所以在这种情况下,首先,必须将AC信号转换成DC,然后将DC信号送到逆变器以获得AC等效的直流电压。

这里应注意,实际上实现的AC输出信号可以或不等于实际AC输入信号的幅度和频率。

什么是逆变器?

领域中的逆变器354manbetx 基本上是功率转换电路,定义为将直流电源转换成所需电压和频率的交流等效电路。这些都有巨大的应用,比如联合包裹,694manbetx 、高压直流输电线路、变速交流传动装置等。它是交直流电变换器的逆运算,故称交直流电变换器。

逆变器主要有两大类,即电压源逆变器和电流源逆变器。电压源逆变器将直流形式的电压变为交流形式,同样电流源逆变器将直流形式的电流变为交流形式。电流源逆变器有时也称为电流馈源逆变器,在这种情况下,在直流电压源的情况下,输入端有一个刚性直流电流源。

在讨论换向时,我们已经讨论过,当器件被应用负门脉冲关闭时,它被称为manbet x注册 。因此,在电压源逆变器中,如果使用GTO,则需要关闭负栅电流脉冲。虽然有时,在VSI中使用时,如BJT,MOSFET等如BJT,MOSFET等晶体管。然后通过控制基极电流来关闭这些。

单相桥式逆变器

根据半导体器件的方向或连接形成逆变器电路,逆变器被归类为:

  • 桥式逆变器
  • 系列逆变器
  • 并联逆变器

在以上三种类型中,桥式逆变器是比较流行的,目前使用的比较多。因此,这里我们将讨论电压源逆变器的桥向。

半桥逆变器

下面给出的图形显示了单相半桥逆变器的电路表示:

单相半桥逆变电路

正如我们所能看到上述电路包括晶闸管和二极管以及直流电源输入源。这里,初始假设仅在电路中引导的晶闸管仅直到时间,栅极脉冲在其上存在,并且一旦移除栅极脉冲就会被换向。对于该电路,我们认为,在时间瞬间T / 2从一个晶闸管的栅极脉冲被移除并立即提供给给定配置的另一个晶闸管。因此,这使得两个晶闸管在另一个之后进行一次而不同时进行。

因此,我们可以说整个电路操作分为两个时段:

周期I: 0≤t≥t /2;T1正在进行中

周期II: T/2≤T≥T;T2正在进行中

这意味着在瞬时T/2时,从T中去除一个门脉冲1并应用于t2。下面给出的图形表示单相半桥逆变器的波形表示:

半桥逆变器的波形表示

在0到T/2之间的一段时间内,电路工作是这样的1由于电源输入V/2处于导通状态。这允许当前的IG1.在这种特殊情况下通过负载流动。因此,在上面给出的波形表示法中,显示了一个周期在0到T/2之间的方波。

此外,当T/2时,从T1并应用于t2,T.2开始进行。但是这次,由于电压V/2的电势较低,负载两端的电压将是-V /2。在这个例子中,是当前的IG2.将通过负载流动。因此,对于T/2到T这段时间,方波表示如上图所示。然而,我们可以清楚地看到,对于T2波形与T的方向相反1并且这是一个相反的电流方向。

这样就得到了方波交流输出电压。通过改变门脉冲的应用和去除时间瞬间,可以改变交流信号的频率。

半桥逆变器的运行使用了3线直流电源,这是一个主要的缺点,因此考虑克服全桥逆变器。

全桥式逆变器

下图为单相全桥逆变器电路图:

单相全桥式逆变器电路

清楚地示出了上述图中,配置中有四个晶闸管和四个二极管。这意味着这里晶闸管和二极管的数量是半桥逆变器的数量。

电路操作以0到T / 2,晶闸管T之间的时间持续时间进行。1和T2被栅极脉冲触发,因此两个传导和负载电压将是V即,等效于电源输入。而对于T/2到T之间的时间瞬间,晶闸管T3.和T4开始进行,因为从t中移除栅极脉冲1和T2并提供给t3.和T4在即时T / 2。

波形表示如下:

全桥式变频器的波形表示

该操作类似于半桥逆变器的操作,但这里的差异是在这种情况下输出电压的幅度比前一个情况更为加倍。

稳态分析

对于半桥逆变器,负载电压为:桥梁电压源逆变器EQ1稳态分析

对于全桥逆变器,负载电压为:

桥梁电压源逆变器EQ2稳态分析

流过负载的电流显示了对负载的性质的依赖性。因此,假设负载是RLC,然后是半桥逆变器的电压方程为0

桥式电压源逆变器eq3的稳态分析

:V.c1表示t=0时RLC负载电容两端的初始电压。

同理,我们可以用V代替V/2,写出全桥逆变器的方程。

T/2 < T ' < T时的半桥逆变器电压方程,

桥式电压源逆变器eq4的稳态分析

:V.c2表示t ' = 0时负载电容间的初始电压。

同样,对于这里的全桥式整流器,我们可以通过-v替换-v / 2。

对以上两个方程求导,我们会得到,

桥式电压源逆变器eq5的稳态分析

因此,我们可以说,负载的各分量导致负载电流波形的变化。

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