交直交變頻電路基礎(chǔ)

《交直交變頻電路基礎(chǔ)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第六章交-直-交變頻電路基礎(chǔ)第一節(jié)變頻器的基本概念第四節(jié)全控型器件逆變器6.1變頻器的基本概念一.變頻器的基本工作原理1.變頻器的電路構(gòu)成整流器:將固定頻率和電壓的交流電能整流為直流電能,可以是不可控的，也可以是可控的。濾波器:將脈動的直流量濾波成平直的直流量,可以對直流電壓濾波(用電容),也可以對直流電流濾波(用電感)逆變器:將直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔?直接供給負(fù)載,它的輸出頻率和電壓均與交流輸入電源無關(guān),稱為無源逆變器。它是變頻器的核心。因為逆變器的負(fù)載為異步電動機(jī)，屬于感性負(fù)載，無論電動機(jī)處于電動或發(fā)電制動狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會為1，總會有無功功率的交換，要靠中間直流環(huán)節(jié)

2、的儲能元件來緩沖。6.1變頻器的基本概念2.變頻器的工作原理以單相橋式逆變電路為例S1~S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。用可控開通，可控關(guān)斷的電力電子開關(guān)，切換電流方向，將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。6.1變頻器的基本概念2.變頻器的工作原理S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負(fù)載電壓uo為正S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負(fù)載電壓uo為負(fù)6.1變頻器的基本概念2.變頻器的工作原理改變兩組開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負(fù)載時，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負(fù)載時，io相位滯后于uo，波形也不同。阻感負(fù)載工作過程分析：t1前：S1、S

3、4通，uo和io均為正。t1時刻斷開S1、S4，合上S2、S3，uo變負(fù)，但io不能立刻反向。io從電源負(fù)極流出，經(jīng)S2、負(fù)載和S3流回正極，負(fù)載電感能量向電源反饋，io逐漸減小，t2時刻降為零，之后io才反向并增大6.1變頻器的基本概念2.變頻器的工作原理變頻器常用的調(diào)壓方法:可控整流器調(diào)壓：根據(jù)負(fù)載對變頻器輸出電壓的要求，通過可控整流器實現(xiàn)對變頻器輸出電壓的調(diào)節(jié)。直流斬波器調(diào)壓：采用不可控整流器，保證變頻器電源側(cè)有較高的功率因數(shù)，在直流環(huán)節(jié)中設(shè)置直流斬波器完成電壓調(diào)節(jié)。逆變器自身調(diào)壓：采用不可控整流器，通過逆變器自身的電子開關(guān)進(jìn)行斬波控制，使輸出電壓為脈沖列。改變輸出電壓

4、脈沖列的脈沖寬度，便可達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。這種方法稱為脈寬調(diào)制(PulseWidthModulation--PWM)根據(jù)調(diào)制波形的不同，可分為：單脈沖調(diào)制：在輸出電壓波形的半周期內(nèi)只有一個脈沖。多脈沖調(diào)制：在輸出電壓波形的半周期內(nèi)有多個脈沖。正弦波脈寬調(diào)制：在輸出電壓波形的半周期內(nèi)為多脈沖調(diào)制，而且每個脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化。6.1變頻器的基本概念二.變頻器中逆變器的基本類型1.按直流輸入端濾波器分類電壓型逆變器：電流型逆變器：中間直流環(huán)節(jié)采用大電容作為濾波器，逆變器的輸入電壓平直且電源阻抗很小，類似于電壓源。中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為濾波器，逆變器的輸入電流平直且電源

5、阻抗很大，類似于電流源。6.1變頻器的基本概念2.按電子開關(guān)的開關(guān)頻率分類：半周期內(nèi)星形負(fù)載的等值電路為：6.1變頻器的基本概念半周期內(nèi)星形負(fù)載的等值電路為：6.1變頻器的基本概念三.逆變器中的電子開關(guān)1.逆變器對電子開關(guān)的要求：對正向電流既能控制開通，又能控制關(guān)斷。高開關(guān)速度和低能量損耗。有足夠的電壓和電流定額。提供滯后電流通路。采用逆導(dǎo)型電力電子開關(guān)(由單向?qū)щ婋娮娱_關(guān)與開關(guān)二極管反并聯(lián)而成)2.器件換流方式：電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱換相自換流型：采用全控型器件。強(qiáng)迫換流：附加強(qiáng)迫換流環(huán)節(jié)實現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷。負(fù)載換流：利用負(fù)載電流自然過零實現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷。

6、6.4全控型器件逆變器一.單相半橋式逆變器1.主電路2.工作過程及波形分析V1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2V1或V2通時，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。6.4全控型器件逆變器二.單相全橋式逆變器1.主電路2.工作過程及波形分析1和4一對，2和3另一對，成對橋臂同時導(dǎo)通，兩對交替各導(dǎo)通180°uo波形同半橋電路的uo，幅值高出一倍Um=Udio波形和半橋電路的io相

7、同，幅值增加一倍。當(dāng)負(fù)載為感性時，V1、V4關(guān)斷后，由VD2、VD3提供負(fù)載續(xù)流回路，電流過零時V2、V3導(dǎo)通；V2、V3關(guān)斷后，由VD1、VD4提供負(fù)載續(xù)流回路，電流過零時V1、V4導(dǎo)通；6.4全控型器件逆變器三.三相橋式電壓型逆變器反饋二極管用于提供負(fù)載滯后電流通路，可向電源反饋能量。反饋二極管與晶體管配合工作，在主開關(guān)元件關(guān)斷后，同一相另一橋臂上的反饋二極管導(dǎo)通，為負(fù)載續(xù)流。6.4全控型器件逆變器三.三相橋式電壓型逆變器PWM控制技術(shù)PWM(PulseWidthModulation)：脈寬調(diào)制脈寬