电压源高频链三电平逆变器的研究(5)
1.4.1 电压源型逆变器
理想的逆变器，从直流侧变到交流侧的功率总是一定的，没有脉动，直流电压波形和电流波形中也不应该产生脉动。但在逆变器的实际电路中，因为逆变器的脉动数等有限制，因而逆变器功率P是脉动的。当逆变器的逆变功率P的脉动波形由直流电流来体现时，就称之为电压源型逆变器。
电压源型逆变器的特点：
（1）逆变器直流电源侧有较大的直流滤波电容，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
（2）可以通过控制输入电压的幅值和波形来控制其输出电压。
（3）在逆变器中，与逆变开关并联有反馈二极管VD1-VD6，交流电压与负载无关，是方波。
（4）输出电流的相位随着负载的变化而变化，换流是在同一桥臂开关管之间进行的。
（5）当负载功率因数变化时，交流输出电压的波形不变，即交流输出电压的波形与负载无关，交流输出电压的波形，通过逆变开关的动作被直流电源电容Cd嵌位成方波。
1.4.2电流源型逆变器
当逆变器的逆变功率P的脉动波形由直流电压波形来体现时，称该逆变器为电流源型逆变器。
电流源型逆变器的特点：
（1）逆变器直流电源侧有较大的直流滤波电感，直流侧电流基本无脉动。
（2）可以通过控制输入电流的幅值和波形来控制其输出电流。
（3）在逆变器中，与逆变器串联有反向阻断二极管VD1--VD6，而没有反馈二极管，所以在逆变器中必须有释放换相时积蓄在负载电感中的能量的电路（通常用并联电容来吸收这一部分能量）。
（4）输出电压的相位随着负载的变化而变化，换流是在两个相邻相之间进行的。
（5）当负载功率因数变化时，交流输出电压的波形不变，即交流输出电压的波形与负载无关，交流输出电压的波形，通过逆变开关的动作被直流电源电容Cd嵌位成方波。
1.4.3 电压源型逆变器和电流源型逆变器的对偶性
电压源型逆变器与电流源型逆变器之间，存在如图1-1的对偶性：
图1-1 电压源型与电流源型逆变器之间的对偶性
利用这种对偶性可以给电路的分析带来方便。例如，由于电压源型逆变器的交流电压和电流源型逆变器的交流电流波形的形状相似，因此可以把电压源型逆变器交流电压的谐波分析结果应用于电流源型逆变器交流电流的谐波上。此外，控制逆变器输出量（电压或电流）有两种方法，一种是脉冲宽度调制（Pulse-Amplitude Modelation,PAM），其特点是保持脉冲宽度不变而改变脉冲幅值；另一种是脉冲宽度调制(Pluse-Width Modulation,PWM)，其特点是保持脉冲幅值不变而改变脉冲宽度。
图1-2 逆变电路的对偶性
1.5现代逆变技术的概念与研究内容
现代逆变技术和传统逆变技术是不同的它不只是研究直流电能转变成交流电能的简单变换方式，还负担着一些提高逆变器性能的功能（如使输出电压波形的正弦化，调节和稳定逆变器输出电压或电流，提高直流电压利用率，较少开关损耗，提高逆变效率，减少电磁干扰等）。而这一切都集中表现在逆变器功率开关器件的开关方式（或开关函数）和逆变器主电路的结构形式上，但主要还是与开关器件的开关方式有关。
现代逆变器的研究内容
现代逆变器的研究内容有以下几个方向：
（1）输出电压或电流波形的正弦化技术，如SPWM技术、多重叠加技术、多电平逆变技术。
（2）降低开关损耗，减小电磁干扰技术，如缓冲电路、软开关技术等。
（3）减少逆变器体积、重量技术，如内高频技术。
（4）提高直流电源电压利用技术，如空间电压向量PWM控制技术、注入三次谐波的PWM技术、阶梯波PWM技术等。