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电力电子技术第12讲

3直流－直流变换器（4）
直流－直流变换器(4)

本讲是第3章直流－直流变换器的第4讲，上3讲的主要内容是：
‰3.1降压斩波电路
‰3.2升压斩波电路
基本斩波电路的仿真实验

在此基础上本讲将学习由基本斩波电路组合而成的斩波电路
‡3.3复合斩波电路和多相多重斩波电路
复合斩波电路：不同类型的基本斩波电路的组合
多相多重斩波电路：相同类型的基本斩波电路的组合

还将学习直流斩波技术在电力传动领域的应用：直流电机的脉宽
调速系统
‡3.4直流可逆PWM系统

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子12.2技术电力电子技术
直流－直流变换器(4)
3.3复合斩波电路和多相多重斩波电路
复合斩波电路——降压斩波电路和升压斩波电路组合构成
（包括：电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路）
多相多重斩波电路——相同结构的基本斩波电路组合构成

1.电流可逆斩波电路

斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动
机既可电动运行，又可再生制动。
降压斩波电路能使电动机工作于第1象限。
升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。n
电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波
电路组合。

Id

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.3电力电子技术
直流－直流变换器(4)

电路结构

V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为
电动运行，工作于第1象限。

V2和VD2构成升压斩波电路，电动机作
再生制动运行，工作于第2象限。

必须防止V1和V2同时导通而导致的电
源短路。a)电路图

工作过程（三种工作方式:降压，升压uo
和第3种工作方式)
第3种工作方式：一个周期内交替地作为降
压斩波电路和升压斩波电路工作。t
ioiV1iD1
当一种斩波电路电流断续而为零时，使另
一个斩波电路工作，让电流反方向流过，t
iD2iV2
这样电动机电枢回路总有电流流过。b)
电路响应很快。
电流可逆斩波电路及波形
此电路电动机的电枢电流可正可负，但电
压只能是一种极性，故其可工作于第1象限
和第2象限。

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.4电力电子技术
直流－直流变换器(4)
2.桥式可逆斩波电路
桥式可逆斩波电路——两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机
提供正向和反向电压。

使V4保持通时，等效为电流可逆斩波电路，提供正电压，可使电动机工作
于第1、2象限。

使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电
动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限。

n

Id

桥式可逆斩波电路

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.5电力电子技术
直流－直流变换器(4)

3.多相多重斩波电路

¾基本概念

在电源和负载之间接入多个结构
相同的基本斩波电路而构成
多相多重斩波电路

一个控制周期中电源
相数侧的电流脉波数

重数负载电流脉波数

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.6电力电子技术
直流－直流变换器(4)

3相3重降压斩波电路

电路结构：相当于由3个降压u1

斩波电路单元并联而成。Ot
u2

总输出电流为3个斩波电路单元输Ot
u
出电流之和，其平均值为单元输出3
Ot
u
电流平均值的3倍，脉动频率也为3o
倍。Ot
i1

Ot
总的输出电流脉动幅值变得很小。i2

Ot
所需平波电抗器总重量大为减轻。i3

Ot
总输出电流最大脉动率（电流脉动io

幅值与电流平均值之比）与相数的Ot
平方成反比。3相3重斩波电路及其波形

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.7电力电子技术
直流－直流变换器(4)

多相多重斩波电路

当上述电路电源公用而负载为3个独立负载时，则为3相1重斩波电
路。

而当电源为3个独立电源，向一个负载供电时，则为1相3重斩波电
路。

多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波电路单元可互为备用。

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.8电力电子技术
直流－直流变换器(4)
3.4直流可逆PWM系统

直流电机的可逆运行：直流电机既能正转，也能反转，可4象限运行。
直流电机的可逆系统举例：火炮瞄准射击系统，机床的进刀和退刀等。
对斩波电路的要求：可逆斩波电路，能够向电动机提供正向和反向电压。
可逆斩波电路与被控直流电动机所构成的调速系统成为直流可逆PWM系统。

z可逆斩波电路有两种结构型式：
T型斩波电路）
H型（桥式）斩波电路；
z可逆斩波电路有两种工作模式：
双极模式
单极模式

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术12.9电力电子技术
直流－直流变换器(4)
3.4.1.T型双极式可逆斩波电路

•两个可控功率开关V1、V2；
•两个功