3傅立叶级数、方波逆变器输出谐波在实际问题中，除了正弦函数外，还会遇到许多非正弦的周期函数，为了研究非正弦的周期函数，将周期函数展开成由三角函数组成的级数。将周期函数展开，它的物理意义是很明确的，即把一个比较复杂的周期运动看成是许多不同频率的简谐振动叠加。第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日方波的各次谐波第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日如何去除谐波？方波逆变器输出是一交变方波电压，在某些场合可以直接应用，例如在驱动交流电机等应用中；在另一些场合，方波逆变器输出就必须进行滤波，才能满足应用的需要。由于基波和谐波频率差较小，低通滤波器设计相当困难。第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日§6.3脉冲宽度调制（PWM）背景：方波逆变器可以方便地调整输出电压的频率，但输出电压的幅度在逆变环节中无法调节，通常需要增加调压环节完成调压功能，但这种方法使系统复杂，且输出电压谐波大。1964年，德国学者A.Schonung和H.Stemmler率先提出了脉宽调制（PWM:PulseWidthModulation）的思想，把通讯技术中的调制技术应用于交流传动中，开创了DC-AC技术研究的新领域。发展现状第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日PWM波形生成原理在采样控制理论中，有一个重要结论：冲量相等而形状不同的脉冲，加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量，即是指窄脉冲的面积。这里所说的效果相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果将其输出波形用傅氏变换分析，其中低频特性基本相同，仅在高频段略有差异。第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日如图中所示的三个面积相等但形状不同的窄脉冲，当他们分别加在惯性上环节上时，输出基本相同，并且，脉冲宽度越窄，其输出的差异越小。第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日概念把直流电变成交流电称为逆变，相应的功率变换装置被称为逆变器。第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日分类1：有源逆变与无源逆变如果把逆变器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变成同频率的交流电送到电网去，叫有源逆变；如果逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即把直流电逆变成某一频率的交流电供给负载，则叫无源逆变。第3页，共51页，星期日，2025年，2月5日分类2：电压型逆变器与电流型逆变器输入电压为恒压源称为电压源逆变器输入为恒流源称为电流源逆变器，在实际应用中使用较少。第4页，共51页，星期日，2025年，2月5日两图有何区别?分类3：第5页，共51页，星期日，2025年，2月5日分类4：半桥与桥式分类5：自然换流与强迫换流分类6：正弦逆变与非正弦逆变……第6页，共51页，星期日，2025年，2月5日负载的分类逆变器输出在负载为阻性时…逆变器输出在负载为感性或容性负载时…能量如何流动？第7页，共51页，星期日，2025年，2月5日逆变与整流第8页，共51页，星期日，2025年，2月5日§6.2方波逆变器单相半桥式逆变电路在直流侧有两个相互串联的足够大的电容，使得两个电容的联结点为直流电压的中点。两个电容构成一个桥臂，开关管和及其反并二极管和构成另一个桥臂，两桥臂的中点为输出端，可以通过变压器输出，也可由这两端直接输出。第9页，共51页，星期日，2025年，2月5日工作原理（阻性负载时）输出电压为π电角度的方波交流电，宽度等于Ton（Q1或Q2的导通时间）。第10页，共51页，星期日，2025年，2月5日数量关系Vab=？其输出电压有效值为：其瞬时值表达式为：第11页，共51页，星期日，2025年，2月5日感性负载时如何工作？此时负载上的电压电流波形如何？D1，D2有何作用？第12页，共51页，星期日，2025年，2月5日2、单相全桥逆变电路四个功率管、四个反并联二极管组成如何工作？第13页，共51页，星期日，2025年，2月5日工作原理（阻性负载时）控制方式有双极性控制、有限双极性控制和移相控制三种。B图为双极性控制第14页，共51页，星期日，2025年，2月5日数量关系其输出电压有效值为：其瞬时值表达式为：第15页，共51页，星期日，2025年，2月5日工作原理（感性负载时）控制方式有双极性控制、有限双极性控制和移相控制三种。B图为双极性控制第16页，共51页，星期日，2025年，2月5日受限双极性控制方式受限双极性控制方式的工作原理是让一个桥臂的两个管子(例如Q1和Q3)以PWM方式工作，另一个桥臂的两个管子