這週是真心忙,到現在才把dc/ac單相部分的理論知識看完,但由於是第一次接觸電力電子,寫的不好的地方,大家輕噴。
dc/ac變換電路成為逆變,也就是直流電壓(電流)向交流電壓(電流)變化。
先來看下電壓型逆變器。電壓型逆變器主要有三類:電阻負載、容性負載、感性負載。
電阻負載電路和原理是比較簡單的:
輸出的負載電壓和電流同頻同相,相位差為0,電流也是單方向從開關由上而下流通。
容性負載跟電阻負載差不多,也是單方向流動,但是有個充電過程。
感性負載有個t的放點時間,電流是雙向的
由於電感放點,必須在開關器件比較具有導通後可以反方向電流流過開關的特性,也就是在各電晶體上面反並二極體。
電壓型逆變器一般關斷時間要比開通時間長,使得上下電力電晶體的驅動訊號不重疊,防止同時導通。因為如果上下電晶體同時導通的話,逆變器的電源會被短路。逆變器臂導通時間間隔差稱為死區時間。
電流型逆變器。
電流型逆變器即使上下逆變器臂同時導通,電流也不會過大,所以電流型逆變器不需要死區時間。相反為了確保從電流源開始的電流通路,逆變器臂必須具有同時導通的時間區間。
該逆變器需要的是直流電流源,但現實中,可利用的電流源是不存在的,因此利用電壓源和足夠大的濾波電抗器來近似實現電流源功能。
電壓型逆變器一般要求具有可調節的輸出電壓和頻率功能,頻率好理解,就通過改變開關的導通關斷時間頻率即可,那電壓調整主要有以下三種方法:
1、調整電壓的幅值;
2、調整電壓的輸出時間;
3、pwm調製。
前兩種方法應該也好理解,輸入電壓的幅值改變,對應的輸出電壓幅值肯定也變化;調整導通時間的長短,可以改變輸出電壓的有效值。
我們現在重點來了解下pwm調製。
脈寬調變(pwm)基本原理:控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制,使輸出端得到一系列幅值相等的脈衝,用這些脈衝來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個週期中產生多個脈衝,使各脈衝的等值電壓為正弦波形,所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規則對各脈衝的寬度進行調製,即可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率。
對於調製波為正弦波時,半週期中心部分的脈衝寬度較寬,越遠離中心脈衝的寬度越窄。
在上圖中,調製波是50hz的正弦波,載波是1khz的三角波,兩者的幅度比為1。
在最後一張fft傅利葉變化圖裡面,可以看出輸出電壓中所含的諧波的最低頻率被限定在兩倍載波頻率附近。所以,載波頻率選擇比調製波頻率足夠大時,可以得到方波電源中不含第3、5、7次等低次諧波的輸出電壓。
對於dc/ac的理論學習今天暫時到這裡,我再去找一些其他的設計文件和資料繼續學習下。
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