『壹』 三相電壓型方波逆變電路(最全圖解)
本文深入探討三相電壓型方波逆變電路的理論基礎,主要基於王兆安教授的《電力電子技術》中關於「三相電壓型逆變電路」的章節,並在此基礎上進行擴展講解。
首先,我們來認識三相逆變電路的分類,本文主要聚焦於方波電路的理論,PWM電路的介紹則留待後續章節。
接下來,我們將關注三相方波逆變電路在純電阻負載下的工作情況。基本假設包括負載星形連接、平衡對稱、純電阻負載,負載中點電位作為參考電位;控制信號脈寬為180°,功率器件無慣性;直流濾波電容無窮大;電路處於穩態。
在純電阻負載下,IGBT的反並聯二極體不導通,電路周期內有六種不同的工作模式,每種模式中三個開關同時導通。具體工作模式與對應迴路如圖所示。同時,我們繪制了對應波形圖,以便直觀理解。
隨後,我們將進行相關計算。首先,計算中性點和虛擬中性點之間的電壓,各線電壓、各相電壓等。然後,通過傅里葉級數展開,計算相電壓的有效值、基波幅值和有效值。同時,我們對六階梯波的傅里葉級數展開進行了詳細的解釋。
接著,我們繼續分析線電壓的計算,以及輸入電流的計算,深入理解電路的工作原理。
最後,我們探討三相方波逆變電路在阻感負載下的工作情況。在阻感負載下,由於電感電流的不能突變,IGBT的反並聯二極體會導通。我們分別分析了基波阻抗角分別為不同值時的工作模式,以及對應的波形圖。
總結而言,無論是電阻負載還是阻感負載,三相電壓型方波逆變電路共有三種工作模式,分別為三個開關導通、兩個開關導通和一個二極體導通,或兩個二極體導通和一個開關導通。通過本文的深入解析,希望能幫助大家更好地理解三相逆變電路的運行機制。