【文章內容簡介】 iNuPuNuoioiNiP圖 619 理想化交交變頻電路的整流和逆變工作狀態(tài) 單相交交變頻器 工作狀態(tài) 圖 419 理想化交交變頻電路的整流和逆變工作狀態(tài) a)整流 逆變阻斷圖4 19b)PNttttt整流 逆變阻斷OOOOOuo, iouoiot1t2t3t4t5uouPuNuoiPiNuPuNuoioiNiP圖 619 理想化交交變頻電路的整流和逆變工作狀態(tài) 單相交交變頻器 t1~t3期間： io正半周，正組工作，反組被封鎖。 t1~ t2： uo和 io均為正，正組整流，輸出功率為正。 t2 ~ t3 ： uo反向， io仍為正，正組逆變，輸出功率為負。 t3 ~ t5期間： io負半周，反組工作，正組被封鎖。 t3 ~ t4 ： uo和 io均為負，反組整流，輸出功率為正。 t4 ~ t5 ： uo反向， io仍為負，反組逆變，輸出功率為負。 a)整流 逆變阻斷圖4 19b)PNttttt整流 逆變阻斷OOOOOuo, iouoiot1t2t3t4t5uouPuNuoiPiNuPuNuoioiNiP圖 619 理想化交交變頻電路的整流和逆變工作狀態(tài) 單相交交變頻器 小結 ： 哪一組工作由 io方向決定，與 uo極性無關。 工作在整流還是逆變，則根據 uo方向與 io方向是否相同確定。 當 uo和 io的相位差小于 90176。 時，一周期內電網向負載提供能量的平均值為正，電動機工作在電動狀態(tài)。 當二者相位差大于 90176。 時，一周期內電網向負載提供能量的平均值為負，電網吸收能量，電動機為發(fā)電狀態(tài)。 考慮無環(huán)流工作方式下 io過零的死區(qū)時間，一周期可分為 6段。 1OO23 456圖4 2 0uoiow tw t圖 420 單相交交變頻電路輸出電壓和電流波形 第 1段 io 0， uo 0， 反組逆變 第 2段 電流過零 ， 為無環(huán)流死區(qū) 第 3段 io 0， uo 0，正組整流 第 4段 io 0， uo ，正組逆變 第 5段 又是無環(huán)流死區(qū) 第 6段 io 0， uo 0，為反組整流 單相交交變頻器 3) 輸出正弦波電壓的調制方法 介紹最基本的、廣泛使用的余弦交點法。 設 Ud0為 a = 0時整流電路的理想空載電壓，則有 (615) 每次控制時 a角不同， 表示每次控制間隔內 uo的平均值。 ac o sd0o Uu ?0u圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t圖 621 余弦交點法原理 單相交交變頻器 設期望的正弦波輸出電壓為 (616） 比較式 (615)和 (616)，應使 (617) g 稱為輸出電壓比： ttUU ood0om s i ns i nc o s wgwa ??)10(0??? ggdomUUtUu oomo s in w?圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 )s in(c o s o1 twga ??圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 余弦交點法基本公式 (618) 余弦交點法圖解 線電壓 uab、 uac 、 ubc 、 uba 、 uca和ucb依次用 u1 ~ u6表示。 相鄰兩個線電壓的交點對應于 a =0。 u1~u6所對應的同步信號分別用 us1~us6表示 us1~us6 比 相 應 的u1~u6 超前 30176。 ，us1~us6的最大值和相應線電壓 a =0的時刻對應 。 以 a =0為零時刻 ， 則us1~us6為余弦信號 。 希望輸出電壓為 uo，則各晶閘管觸發(fā)時刻由相應的同步電壓us1~us6的下降段和 uo的交點來決定 。 圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 不同 g 時，在 uo一周期內， a 隨 w ot 變化的情況。圖中， g 較小，即輸出電壓較低時， a只在離 90176。很近的范圍內變化，電路的輸入功率因數非常低。 g = 0g = 0 . 1相位控制角a/(176。)輸出相位 w 0 t圖4 2 21 2 01 5 01 8 030609000 . 10 . 20 . 30 . 80 . 91 . 00 . 80 . 20 . 30 . 91 . 0? 2 ?2?23 ?圖 622 不同 g 時 a和 wot的關系 )si n(si n2)si n(c o so1o1ttwg?wga????? 單相交交變頻器 4) 輸入輸出特性 單相交交變頻器 (1) 輸出上限頻率 輸出頻率增高時，輸出電壓一周期所含電網電壓段數減少，波形畸變嚴重。 電壓波形畸變及其導致的電流波形畸變和轉矩脈動是限制輸出頻率提高的主要因素。 就輸出波形畸變和輸出上限頻率的關系而言，很難確定一個明確的界限。 當采用 6脈波三相橋式電路時，輸出上限頻率不高于電網頻率的 1/3~1/2。電網頻率為 50Hz時，交交變頻電路的輸出上限頻率約為 20Hz。 (2) 輸入功率因數 單相交交變頻器 輸入電流相位滯后于輸入電壓，需要電網提供無功功率。 一周期內， a角以 90176。 為中心變化。 輸出電壓比 g 越小，半周期內 a的平均值越靠近 90176。 。 負載功率因數越低，輸入功率因數也越低。 不論負載功率因數是滯后的還是超前的，輸入的無功電流總是滯后。 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 2 0g =1. 0輸入位移因數負載功率因數 （ 滯后 ）負載功率因數 （ 超前 ）圖4 2 301 . 00 . 80 . 60 . 40 . 200 . 80 . 60 . 40 . 20. 80. 60. 40 .2負載功率因數（超前）負載功率因數（滯后） 圖 623 單相交交 變頻電路的功率因數 輸入位移因數即輸入基波因數 略大于輸入功率因數 (3) 輸出電壓諧波 輸出電壓的諧波頻譜非常復雜 ， 既和電網頻率 fi以及變流電路的脈波數有關 ， 也和輸出頻率 fo有關 。 采用三相橋時 ， 輸出電壓所含主要諧波的頻率為 6fi177。 fo， 6fi177。 3fo， 6fi177。 5fo， … 12fi177。 fo， 12fi177。 3fo， 12fi177。 5fo， … 采用無環(huán)流控制方式時 ， 由于電流方向改變時死區(qū)的影響 ， 將增加 5fo、 7fo等次諧波 。 單相交交變頻器 (4) 輸入電流諧波 輸入電流波形和可控整流電路的輸入波形類似，但其幅值和相位均按正弦規(guī)律被調制。 采用三相橋式電路的交交變頻電路輸入電流諧波頻率 (619) 和 (620) 式中， k=1,2,3,… ； l=0,1,2,… 。 ? ? oiin 216 lffkf ???oiin 2 kfff ?? 單相交交變頻器 三相交交變頻電路 由三組輸出電壓相位各差 120176。 的單相交交變頻電路組成。 1) 電路接線方式 公共交流母線進線方式 輸出星形聯結方式 交交變頻電路主要應用于大功率交流電機 調速系統(tǒng)，使用的是三相交交變頻電路。 (1)公共交流母線進線方式 圖 624 公共交流母線進線三相交交變頻電路（簡圖 ） 三相交交變頻電路 由三組彼此獨立的、輸出電壓相位相互錯開 120176。