電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(陳伯時(shí))ppt6-1,2,3籠型異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)(vvvf系統(tǒng))——轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)-資料下載頁
2025-10-25 15:52本頁面
【正文】 變器 電壓源型和電流源型逆變器示意圖 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 57 ? 電壓源型逆變器 （ Voltage Source Inverter VSI ）， 直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，因而直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個(gè)內(nèi)阻為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，有時(shí)簡稱電壓型逆變器。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 58 ? 電流源型逆變器 （ Current Source Inverter CSI）， 直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當(dāng)于一個(gè)恒流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，或簡稱電流型逆變器。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 59 ? 性能比較 兩類逆變器在主電路上雖然只是濾波環(huán)節(jié)的不同 ， 在性能上卻帶來了明顯的差異 ，主要表現(xiàn)如下： （ 1） 無功能量的緩沖 在調(diào)速系統(tǒng)中，逆變器的負(fù)載是異步電機(jī)，屬感性負(fù)載。在中間直流環(huán)節(jié)與負(fù)載電機(jī)之間，除了有功功率的傳送外，還存在無功功率的交換。濾波器除濾波外還起著對(duì)無功功率的緩沖作用，使它不致影響到交流電網(wǎng)。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 60 因此，兩類逆變器的區(qū)別還表現(xiàn)在采用什么儲(chǔ)能元件（電容器或電感器）來緩沖無功能量。 （ 2） 能量的回饋 用電流源型逆變器給異步電機(jī)供電的電流源型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)有一個(gè)顯著特征，就是容易實(shí)現(xiàn)能量的回饋，從而便于四象限運(yùn)行，適用于需要回饋制動(dòng)和經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 61 下面以由晶閘管可控整流器 UCR和電流源型串聯(lián)二極管式晶閘管逆變器 CSI構(gòu)成的交 直 交變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（如下圖所示）為例，說明電動(dòng)運(yùn)行和回饋制動(dòng)兩種狀態(tài)。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 62 ? 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 電流源型交 直 交變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的兩種運(yùn)行狀態(tài) 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 63 當(dāng)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)， UCR的控制角 ? 90? ，工作在整流狀態(tài)，直流回路電壓 Ud 的極性為上正下負(fù)，電流 Id 由正端流入逆變器 CSI， CSI工作在逆變狀態(tài)，輸出電壓的頻率 ?1 ? ，電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電功率的傳送方向如上圖 a所示。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 64 電流源型交 直 交變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的兩種運(yùn)行狀態(tài) M 3~ + Ud Id Ld CSI α 90o 有源逆變 ω1 ω 發(fā)電 Te ω 整流 UCR ?逆變運(yùn)行狀態(tài) P b）逆變運(yùn)行 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 65 ? 如果降低變壓變頻器的輸出頻率 ?1，或從機(jī)械上抬高電機(jī)轉(zhuǎn)速 ? ，使 ?1 ? ，同時(shí)使 UCR的控制角 ? 90? ，則異步電機(jī)轉(zhuǎn)入發(fā)電狀態(tài)，逆變器轉(zhuǎn)入整流狀態(tài)，而可控整流器轉(zhuǎn)入有源逆變狀態(tài)，此時(shí)直流電壓 Ud 立即反向，而電流 Id 方向不變，電能由電機(jī)回饋給交流電網(wǎng)（圖b）。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 66 與此相反，采用電壓源型的交 直 交變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)和四象限運(yùn)行卻很困難，因?yàn)槠渲虚g直流環(huán)節(jié)有大電容鉗制著電壓的極性，不可能迅速反向，而電流受到器件單向?qū)щ娦缘闹萍s也不能反向，所以在原裝置上無法實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。 必須制動(dòng)時(shí)，只得在直流環(huán)節(jié)中并聯(lián)電阻實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，或者與 UCR反并聯(lián)一組反向的可控整流器，用以通過反向的制動(dòng)電流，而保持電壓極性不變，實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。這樣做，設(shè)備要復(fù)雜多了。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 67 性能比較（續(xù)） （ 3） 動(dòng)態(tài)響應(yīng) 正由于交 直 交電流源型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的直流電壓可以迅速改變 ，所以動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較快 ， 而電壓源型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)就慢得多 。 （ 4） 輸出波形 電壓源型逆變器輸出的電壓波形為方波 ， 電流源型逆變器輸出的電流波形為方波 （ 見下表 ） 。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 68 性能比較（續(xù)） 表 61 兩種逆變器輸出波形比較 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 69 性能比較（續(xù)） （ 5）應(yīng)用場(chǎng)合 電壓源型逆變器屬恒壓源，電壓控制響應(yīng)慢，不易波動(dòng)，所以適于做多臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)的供電電源，或單臺(tái)電機(jī)調(diào)速但不要求快速起制動(dòng)和快速減速的場(chǎng)合。采用電流源型逆變器的系統(tǒng)則相反，不適用于多電機(jī)傳動(dòng)，但可以滿足快速起制動(dòng)和可逆運(yùn)行的要求 。 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng) 70 小 結(jié) (1) 變壓變頻調(diào)速的基本控制方式 (2) 變壓變頻調(diào)速的控制系統(tǒng)。
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