【正文】 0iLiR圖 1028 峰值電流模式控制的原理 ? 峰值電流模式控制 √峰值電流模式控制系統(tǒng)中電流控制環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖 1028a所示，主要的波形如圖 1028b所示。 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 33/21 開關(guān)電源的控制方式 控 制 器u*+ufLCRLV c c＋－P W M 比 較 器鋸 齒 波evcLCV c c電 流 控 制 器u*+ufe電 壓 控 制 器i*+ifRL圖 1026 開關(guān)電源的控制系統(tǒng) 圖 1027 電流模式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ■ 典型的開關(guān)電源控制系統(tǒng)如圖 1026 所示，采用 反饋控制 ，控制器根據(jù)誤差e來調(diào)整控制量 vc。 ◆ 非隔離的直流－直流變換器、尤其是 POL的輸出電壓往往較低，為了提高效率，經(jīng)常采用 同步 Buck (Sync Buck)電路 ，該電路的結(jié)構(gòu)為 Buck，但二極管也采用 MOSFET，利用其低導(dǎo)通電阻的特點來降低電路中的通態(tài)損耗，其原理類似同步整流電路。 ◆ 可以采用給高頻變壓器設(shè)計 多個二次側(cè)繞組 的方法來實現(xiàn)不同電壓的多組輸出，而且這些不同的輸出之間是相互隔離的，但是僅能選擇 1路作為輸出電壓反饋，因此也就只有這 1路的電壓的穩(wěn)壓精度較高，其它路的穩(wěn)壓精度都較低，而且其中 1路的負(fù)載變化時，其它路的電壓也會跟著變化。 +Vr e f~ 2 2 0 V~ 2 2 0 V圖 1020 線性電源的基本電路結(jié)構(gòu) 圖 1021 半橋型開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 30/21 開關(guān)電源的結(jié)構(gòu) 圖 1022 開關(guān)電源的能量變換過程 ■ 交流輸入的開關(guān)電源 ◆ 交流輸入、直流輸出的開關(guān)電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。 15V等，這就需要專門設(shè)計電源裝置來提供這些電壓，通常要求電源裝置能達到一定的 穩(wěn)壓精度 ，還要能夠提供 足夠大的電流 。 ? 輸出電壓中所含的最低次諧波為 11次，從而使交流濾波器小型化。 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 27/21 不間斷電源 圖 1018 小容量 UPS主電路 圖 1019 大功率 UPS主電路 ■ UPS的主電路結(jié)構(gòu) ◆ 容量較小的 UPS主電路 ? 整流部分使用二極管整流器和直流斬波器（用作 PFC），可獲得較高的 交流輸入功率因數(shù) 。 ■ 廣義地說， UPS包括輸出為直流和輸出為交流兩種情況，目前通常是指輸出為交流的情況 UPS是 恒壓恒頻（ CVCF）電源 中的主要產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于各種對交流供電可靠性和供電質(zhì)量要求高的場合。 ? 矢量控制方式基于異步電機的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的 動態(tài)數(shù)學(xué)模型 ，將定子電流分解為勵磁分量和與此垂直的轉(zhuǎn)矩分量，參照直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，分別獨立地對兩個電流分量進行控制，類似直流調(diào)速系統(tǒng)中的雙閉環(huán)控制方式。 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 24/21 交流電機變頻調(diào)速的控制方式 ◆ 轉(zhuǎn)差頻率控制 ? 為轉(zhuǎn)速閉環(huán)的控制方式，可提高調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能。 ? 圖 1012給出了實現(xiàn)基于上述原理的電路圖，為適用于 較大容量的場合 ，將主電路中的器件換為 GTO，逆變電路輸出端的電容 C是為吸收 GTO關(guān)斷時產(chǎn)生的過電壓而設(shè)置的，它也可以對輸出的 PWM電流波形起濾波作用。 圖 107 不能再生反饋的電壓型間接交流變流電路 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 21/21 交直交變頻器 圖 108 帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路 圖 109 利用可控變流器實現(xiàn)再生反饋的電壓型間接交流變流電路 圖 1010 整流和逆變均為 PWM控制的電壓型間接交流變流電路 ◆ 使電路具備再生反饋電力能力的方法 ? 圖 108的電路中加入一個由電力晶體管 V0和能耗電阻 R0組成的 泵升電壓限制電路 ，當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時，使 V0導(dǎo)通，把從負(fù)載反饋的能量消耗在 R0上，這種電路可運用于對電動機制動時間有一定要求的調(diào)速系統(tǒng)中。 ■ 再生反饋電力的能力 ◆ 當(dāng)負(fù)載電動機需要頻繁、快速制動時，通常要求具有 再生反饋電力的能力 。 ◆ 節(jié)能。 ◆ 需要定期維護。 ? 對于 ?=?配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)工作時，對正、反兩組變流器同時輸入觸發(fā)脈沖，并嚴(yán)格保證 ?=?的配合控制關(guān)系，兩組變流器的輸出電壓平均值相等，且極性相抵，之間沒有直流環(huán)流； 但輸出電壓瞬時值不等，會產(chǎn)生 脈動環(huán)流 ，為防止環(huán)流只經(jīng)晶閘管流過而使電源短路，必須串入 環(huán)流電抗器 LC限制環(huán)流。 ? 由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程 √從 1組橋切換到 2組橋工作，并要求 2組橋在逆變狀態(tài)下工作，電動機進入第 2象限（之前運行在第 1象限）作正轉(zhuǎn)發(fā)電運行，電磁轉(zhuǎn)矩變成制動轉(zhuǎn)矩，電動機軸上的機械能經(jīng) 2組橋逆變?yōu)榻涣麟娔芑仞侂娋W(wǎng)。 直流可逆電力拖動系統(tǒng) MM正 組 反 組正 組LLc 1Lc 2LEMEMabcabcabca ) b )MEMMEMMEMMEM++++++++電 能電 能電 能 電 能電 網(wǎng)電 網(wǎng)電 網(wǎng)電 網(wǎng)+nnIdIdIdId正 組 反 組正 組反 組正 組 反 組正 組 反 組+ TTUd?Ud?Ud?Ud?正 轉(zhuǎn) 整 流反 轉(zhuǎn) 整 流正 轉(zhuǎn) 逆 變反 轉(zhuǎn) 逆 變電 動 運 行電 動 運 行發(fā) 電 運 行發(fā) 電 運 行c )反 組圖 106 兩組變流器的反并聯(lián)可逆線路 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 15/21 ? 第 2象限 ，正轉(zhuǎn)，電動機作發(fā)電運行，反組橋工作在逆變狀態(tài)，?2?/2(?2?/2)， EMUd?（下標(biāo)中有 ?表示逆變）。 ◆ 運行工作點由第 1（第 3）象限的特性，轉(zhuǎn)到第2（第 4）象限的特性時，表明電動機由 電動運行轉(zhuǎn)入 發(fā)電制動運行 ；相應(yīng)的變流器的 工況 由 整流轉(zhuǎn)為逆變 。 β 增大方向 39。 1 = b 1 a 2 = b 39。 4 α 39。 1 b 39。 = β 39。 b 增大方向 39。 1 = b 1 a 2 = b 39。 4 a 39。 1 b 39。 = b 39。 RLtg ?? 1?? 22 LRZ ?? ?(106) (107) (108) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 10/21 工作于整流狀態(tài)時 ◆ 一般只要主電路電感足夠大，可以只考慮電流連續(xù)段，完全按線性處理，當(dāng)?shù)退佥p載時，斷續(xù)作用顯著，可改用另一段較陡的特性來近似處理。Id m i nU20 . 5 8 5( )U2(2斷 續(xù) 段 特 性 的 近 似 直 線斷 續(xù) 區(qū)連 續(xù) 區(qū)0)圖 103 電流斷續(xù)時電動勢的特性曲線 ? 在電流斷續(xù)情況下， 時，電動機的實際空載反電動勢都是 ；當(dāng) 以后，空載反電動勢將由 決定。 (101) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 6/21 工作于整流狀態(tài)時 ■ 電流連續(xù)時電動機的機械特性 ◆三相半波電流連續(xù)時的電動機機械特性 ? 直流電動機的反電動勢為 M eE C n??? 因為 ，故反電動勢特性方程為 1 1 7d2. c o sUU ??21 1 7Md. c o sE U R I U? ? ?? ? ?? 轉(zhuǎn)速與電流的機械特性關(guān)系式為 21 1 7. c o s deeR I UUnCC? ? ??????RM? ?3 XB+oId?Ce)na1a2a3a1a2a3 RB(+Id? 三相橋式全控整流電路電動機負(fù)載時的機械特性方程為 22 3 4. c o sdeeURnICC? ?????圖 102 三相半波電流連續(xù)時以電流表示的電動機機械特性 (102) (103) (104) (105) 的值一般為 1V左右，所以忽略；調(diào)節(jié)角 ?，即可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。 電力電子技術(shù) 的應(yīng)用 山東圣陽電源股份有限公司 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 晶閘管直流電動機系統(tǒng) 變頻器和交流調(diào)速系統(tǒng) 不間斷電源 開關(guān)電源 功率因數(shù)校正技術(shù) 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 電力電子技術(shù)的其他應(yīng)用 本章小結(jié) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 第 10章電力電子技術(shù)的應(yīng)用 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 3/21 晶閘管直流電動機系統(tǒng) 工作于整流狀態(tài)時 工作于有源逆變狀態(tài)時 直流可逆電力拖動系統(tǒng) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 4/21 工作于整流狀態(tài)時 ■ 晶閘管可控整流裝置帶直流電動機負(fù)載組成的系統(tǒng)，習(xí)慣稱為 晶閘管直流電動機系統(tǒng) ，是電力拖動系統(tǒng)中主要的一種，也是可控整流裝置的主要用途之一。 ?23XB U?■ 在電動機負(fù)載電路中，電流由負(fù)載轉(zhuǎn)矩所決定，當(dāng)電動機的負(fù)載較輕時，對應(yīng)的負(fù)載電流也小，在小電流情況下，特別在低速時，由于電感的儲能減小，往往不足以維持電流連續(xù)，從而出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象。 U? 0E?0 2 21 1 7 6 0 0 5 8 5. c o s .E U U? ? ? ?22U 0E?22UoIdEE0E 39。 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 9/21 工作于整流狀態(tài)時 ◆ 電流斷續(xù)時電動機機械特性可由下面三個式子準(zhǔn)確地得出 ???????????? c t gc t gM eeUE ?????????? 1)6s i n ()6s i n (c o s2 2????????????c t gc t geeMeeCUCEn??????????????1)6s i n ()6s i n (c o s22]2)6c o s ()6[ c o s (c o s2 2322 nUCZUI ed ???????????????式中， ， ， L為回路總電感。 (109) (1010) 曲阜師范大學(xué) 新能源技術(shù)研究所 11/21 因為 ，可求得電動機 的機械特性方程式 工作于有源逆變狀態(tài)時 d M dU E I R ???MeE C n??■ 電流連續(xù)時電動機的機械特性 ◆ 電壓平衡方程式為 ◆ 逆變時由于 ， EM反接，得 d d 0 c osUU ???M d0 d( c o s )E U I R? ?? ? ?1d 0 de( c o