电力电子 - 逆变器的类型

逆变器是指将直流电转换为所需频率和电压输出的交流电的电力电子设备。

逆变器分为两大类 −

• 电压源逆变器 (VSI) − 电压源逆变器具有稳定的直流电源电压，即直流电压在逆变器输入端具有有限或零阻抗。

• 电流源逆变器 (CSI) − 电流源逆变器由具有高阻抗的直流电源提供可变电流。产生的电流波不受负载影响。

单相逆变器

单相逆变器有两种类型 −全桥逆变器和半桥逆变器。

半桥逆变器

这种类型的逆变器是全桥逆变器的基本构建块。它包含两个开关，每个电容器的电压输出等于 $\frac{V_{dc}}{2}$。此外，开关相互补充，也就是说，如果一个开关打开，另一个开关就会关闭。

全桥逆变器

该逆变器电路将直流转换为交流。它通过以正确的顺序关闭和打开开关来实现这一点。它有四种不同的操作状态，具体取决于关闭的开关。

三相逆变器

三相逆变器将直流输入转换为三相交流输出。它的三个臂通常延迟 120° 角，以产生三相交流电源。每个逆变器开关的比率为 50%并且每隔 T/6 个时间 T（60° 角间隔）就会发生一次切换。开关 S1 和 S4、开关 S2 和 S5 以及开关 S3 和 S6 相互补充。

下图显示了三相逆变器的电路。它只不过是三个跨接在同一直流电源上的单相逆变器。三相逆变器中的极电压等于单相半桥逆变器中的极电压。

上述两种逆变器有两种传导模式：180°传导模式和120°传导模式。

180°导通模式

在这种导通模式下，每个设备都处于 180° 导通状态，每隔 60° 导通一次。端子 A、B 和 C 是电桥的输出端子，连接到负载的三相三角形或星形连接。

下图说明了平衡星形连接负载的运行。在 0° − 60° 期间，点 S1、S5 和 S6 处于导通模式。负载的端子 A 和 C 在其正极处连接到电源。端子 B 在其负极处连接到电源。此外，电阻 R/2 位于中性线和正极之间，而电阻 R 位于中性线和负极之间。

180° 传导模式的波形

120°传导模式

在这种传导模式下，每个电子设备都处于 120° 的传导状态。它最适合负载中的三角形连接，因为它会在其任何相位上产生六阶波形。因此，在任何时刻只有两个设备在传导，因为每个设备仅在 120° 处传导。

负载上的端子 A 连接到正极，而端子 B 连接到电源的负极。负载上的端子 C 处于称为浮动状态的状态。此外，相电压等于负载电压，如下所示。

相电压 = 线电压

V_AB = V

V_BC = −V/2

V_CA = −V/2

120°传导模式的波形