电力电子 - 逆变器类型

逆变器是指一种电力电子装置，它将直流电转换为所需的频率和电压输出的交流电。

逆变器可分为两大类：

• 电压源逆变器 (VSI) - 电压源逆变器具有刚性的直流电源电压，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) - 电流源逆变器由直流电源提供可变电流，该电源具有高阻抗。产生的电流波形不受负载影响。

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组成部分。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，开关互补，即一个开关接通时，另一个开关断开。

全桥逆变器

该逆变器电路将直流电转换为交流电。它通过以正确的顺序闭合和打开开关来实现这一点。它有四种不同的工作状态，这些状态基于哪些开关闭合。

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。逆变器开关的每个开关的占空比为 50%，并且每隔 T/6 的时间 T（60° 角间隔）发生切换。开关 S1 和 S4、开关 S2 和 S5 以及开关 S3 和 S6 互补。

下图显示了一个三相逆变器的电路。它只不过是三个单相逆变器跨接在同一直流电源上。三相逆变器中的极电压等于单相半桥逆变器中的极电压。

上述两种类型的逆变器具有两种导通模式：180° 导通模式和120° 导通模式。

180° 导通模式

在这种导通模式下，每个器件处于导通状态 180°，它们以 60° 的间隔接通。端子 A、B 和 C 是桥的输出端子，它们连接到负载的三相三角形或星形连接。

下面图解说明了平衡星形连接负载的操作。在 0° - 60° 的时间段内，点 S1、S5 和 S6 处于导通模式。负载的端子 A 和 C 连接到电源的正极。端子 B 连接到电源的负极。此外，中性点和正极之间存在电阻 R/2，而中性点和负极之间存在电阻 R。

180° 导通模式波形

120° 导通模式

在这种导通模式下，每个电子器件处于导通状态 120°。它最适合负载中的三角形连接，因为它会导致其任何相位上的六步波形。因此，在任何时刻只有两个器件导通，因为每个器件仅导通 120°。

负载上的端子 A 连接到电源的正极，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° 导通模式波形