交直交變頻電路基礎(chǔ)(已修改)
2025-05-26 12:42 本頁面
【正文】 第六章 交 直 交變頻電路基礎(chǔ) 變頻器的基本概念 全控型器件逆變器 PWM控制技術(shù) 變頻器的基本概念 一 .變頻器的基本工作原理 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(dòng)的直流量濾波成平直的直流量 ,可以對(duì)直流電壓濾波 (用電容 ),也可以對(duì)直流電流濾波 (用電感 ) 因?yàn)槟孀兤鞯呢?fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，無論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)或發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會(huì)為 1，總會(huì)有無功功率的交換，要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件來緩沖。 整流器輸入AC 濾波器 逆變器DC DC AC輸出變頻器的電路構(gòu)成 整流器輸入AC 濾波器 逆變器DC DC AC輸出逆變器 :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 。 變頻器的基本工作原理 ???改變對(duì)負(fù)載的供電電壓改變對(duì)負(fù)載的供電頻率對(duì)變頻器的要求：以單相橋式逆變電路為例 S1~S4是橋式電路的 4個(gè)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。 a ) b )tS 1S 2S 3S 4i ou oU du oi ot 1 t 2負(fù)載變頻器的工作原理 ?S S4閉合， S S3斷開時(shí)，負(fù)載電壓 uo為正 ?S S4斷開， S S3閉合時(shí)，負(fù)載電壓 uo為負(fù) 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(shí)，負(fù)載電流 io和 uo的波形相同，相位也相同。 ?阻感負(fù)載時(shí)， io相位滯后于 uo，波形也不同 。 a ) b )tS 1S 2S 3S 4i ou oU du oi ot 1 t 2負(fù)載阻感負(fù)載工作過程分析： t1前： S S4通， uo和 io均為正。 t1時(shí)刻斷開 S S4，合上 S S3， uo變負(fù)，但 io不能立刻反向。 io從電源負(fù)極流出，經(jīng) S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(shí)刻降為零，之后 io才反向并增大 變頻器的工作原理 : 可控整流器調(diào)壓： 根據(jù)負(fù)載對(duì)變頻器輸出電壓的要求，通過可控整流器 實(shí)現(xiàn)對(duì)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 (Pulse Width ModulationPWM) 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(gè)脈沖。 多脈沖調(diào)制： 在輸出電壓波形的半周期內(nèi)有多個(gè)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(gè)脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化。 二 .變頻器中逆變器的基本類型 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 平直且電源阻抗很 大 ， 類似于 電流源 。 ： 導(dǎo)電型逆變器導(dǎo)電型逆變器001 2 01 8 00180 導(dǎo) 電 型 逆 變 器006 6 0180當(dāng) 三 相 逆 變 器 的 個(gè) 電 子 開 關(guān) 按 順 序 相 差 導(dǎo) 通 ，每 個(gè) 電 子 開 關(guān) 導(dǎo) 通進(jìn)行。在同一相的兩個(gè)橋臂上個(gè)電子開關(guān)導(dǎo)通，換流任何時(shí)刻都有 3Z
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