英文翻譯——王博

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1、姓名：王博學(xué)號：09023416不難推導(dǎo)出交交變頻器輸入DPF的定量表達(dá)式[4]?？紤]18晶閘管交交變頻器的一個相組，如圖4.25（a）所示，并假定正組交流器在大電感負(fù)載下保持連續(xù)導(dǎo)通。再假設(shè)交交變頻器工作在非常低的輸出頻率下。圖4.25（b）給出一小段輸出電壓（Vo）和電流（io）的波形，以及變流器工作情況。其中，Vi為輸入相電壓；ɑp為正組變流器觸發(fā)延遲角。在所示的一小段時間間隔內(nèi)，可以認(rèn)為變流器工作在整流狀態(tài)?？傠娋W(wǎng)電流i由占輸入周波2π/3脈寬的負(fù)載電流io組成，如圖4.25所示。正組變流器其他輸入相的運(yùn)行情況與之類似。給出電網(wǎng)電流的傅里葉級數(shù)如下：(4-17

2、)式中,ω為電源頻率?？梢钥吹?，電網(wǎng)電流含有一個直流分量和一個帶有滯后相角αp的基波分量，（αp=i，如圖所示）。由于電源功率的有功和無功分量僅由基波電流決定，得到正組變流器（工作于整流狀態(tài)）的瞬時有功和無功功率表達(dá)式如下：(4-18)(4-19)式中，Vs為電網(wǎng)相電壓有效值。以上等式也可以寫成如下形式：(4-20)(4-21)式中，Vl為電網(wǎng)線電壓有效值；vo為瞬時基波輸出電壓。如果觸發(fā)延遲角αp保持恒定，則交流器工作在整流狀態(tài)，即Vdocosαp=Vd，io=Id。在此條件下，Pi’和Qi’也被相應(yīng)調(diào)制。我們需要取其平均值來確定電源實(shí)際輸出的功率。圖4.26給出輸

3、出相電壓和電流波形，并標(biāo)明正組變流器運(yùn)行區(qū)域。圖中畫出Vdosinαp的波形，由于0<αp<π，其幅值恒為正，且與vo相差π/2相角。圖4.26中還畫出了瞬時無功功率的波形，其值由式（4.21）給出。負(fù)組變流器對應(yīng)曲線與之相同，也畫在圖4.26上。由電網(wǎng)提供的平均無功功率Qi的表達(dá)式如下：(4-22)或，利用圖4.26，得到完整表達(dá)式如下：(4-23)式中，fa為負(fù)載功率因數(shù)角。解式（4.23）可得(4-24)式中，Po為每相輸出的有功功率；Qo為每相輸出的無功功率。其值由下面的表達(dá)式對應(yīng)給出(4-25)以及(4-26)由于輸出的有功功率和輸入的有功功率相等（Po=P

4、i），我們得到(4-27)因此，輸入DPF表達(dá)式可以寫成(4-28)式中,.如果加上更多的相組，Pi和Qi的對應(yīng)關(guān)系和DPF都保持不變。容易得到，上面的DPF表達(dá)式也適用于36晶閘管交交變頻器。假設(shè)調(diào)制比mf=1,注意式（4.28）的推導(dǎo)過程。由于調(diào)制比不影響負(fù)載需要的電流，但直接影響位移角，我們可以將上式一般化如下：(4-29)式（4.29）表明DPF為調(diào)制比mf和負(fù)載功率因數(shù)角fa的函數(shù)。圖4.27中畫出了對于不同的mf、不同的功率因數(shù)（超前或滯后）、不同的運(yùn)行模式（電動運(yùn)行和制動運(yùn)行）的DPF曲線。這些曲線在各個象限都對稱，并可以看到，如果負(fù)載DPF=1且模仿，

5、則最高電網(wǎng)DPF=0.843。當(dāng)mf或負(fù)載DPF減小時，電網(wǎng)DPF會變差。在極端的情況下，若mf=0或負(fù)載DPF=0，則電網(wǎng)DPF=0，無論無功負(fù)載是超前還是滯后。4.2.7交交變頻器的控制交交變頻器的控制十分復(fù)雜，這一節(jié)僅給出一個初步的討論。圖4-28給出一個典型的變速恒頻（VSCF）系統(tǒng)，其功率和控制模塊以框圖的形式表示。交交變頻器相組由一個電壓保持恒定，但頻率在1333~2666Hz之間變化的發(fā)動機(jī)母線供電，如圖所示》在這里我們假設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在2:1的范圍內(nèi)變化。每個相組的雙組變流器有一個輸出低通濾波器來產(chǎn)生正弦輸出電壓。阿爾法角調(diào)制器從發(fā)電機(jī)母線電壓得到經(jīng)過偏

6、置的余弦信號波形，在與正弦控制信號共同產(chǎn)生變流器的觸發(fā)延遲角。三相正弦控制信號可以由一次電壓控制回路通過矢量旋轉(zhuǎn)（VR）產(chǎn)生，其相角信號由頻率信號給出，如圖4-28所示。反饋電壓Vs可以由輸出相電壓產(chǎn)生。α角調(diào)制器的細(xì)節(jié)在圖4-29中給出了說明。條件下的余弦波交叉方法保證了控制信號和輸出電壓之間的線性傳輸特性，也就是說交交變頻器基本上是一個線性放大器。如果需要以電流控制來替代電壓控制，其原理如圖4-30所示。設(shè)定電流與反饋電流（由相電流合成）比較，并由PI控制器產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)電壓信號，如圖4-30所示，這種控制方法將在第8章進(jìn)一步討論。4.2.8改善DPF的方法如前所述

7、，相控交交變頻器的DPF非常差。DPF可以由以下方法改善：1）輸出的方波運(yùn)行2）不對稱觸發(fā)延遲角控制3）環(huán)流控制4）靜態(tài)VAR補(bǔ)償器下面給出這些改進(jìn)方法的概述，其中靜態(tài)VAR補(bǔ)償器將留給第5章介紹。4.2.8.1方波運(yùn)行一個提高電網(wǎng)DPF的簡單方法是在輸出端產(chǎn)生方波電壓來代替正弦電壓。圖4-31給出了方波電壓波形的構(gòu)造過程，其不通過基波幅值通過控制觸發(fā)延遲角得到。比方說，如果αp=0（αp+αn=π），輸出基波電壓的峰值為4Vdo/π。如果αp為π/3，基波幅值減小50%，如圖4-31所示。沒有正弦觸發(fā)延遲角調(diào)制，交交變頻器將在輸入端產(chǎn)生類似相控變流