【正文】 型和電流型逆變電路 。逆變電路一般指無(wú)源逆變電路。當(dāng)交流側(cè)接有電源，即接在電網(wǎng)上，稱為有源逆變。 電壓型電路濾波原理 。 帶穩(wěn)壓電容的單相不可控整流橋電路 三相不可控整流橋電路 三相不可控整流橋電壓波形 中 間 電 路 變頻器的直流側(cè)是連接變頻器整流電路和逆變電路的中間電路部分，主要實(shí)現(xiàn)濾波和制動(dòng)兩大功能。根據(jù)整流電路中所使用的功率器件的開關(guān)控制性能對(duì)整流電路分類，整流電路可分為：不可控整流電路、半控整流電路和全控整流電路。交—直—，主電路包括3個(gè)組成部分：整流電路、中間電路和逆變電路。交—交變頻器是將工頻交流電直接變換成電壓和頻率可調(diào)的交流電，也稱直接式變頻器，而交—直—交變頻器是將工頻交流電先通過(guò)整流電路變成直流電，然后將直流電變換成電壓和頻率可調(diào)的交流電，它又稱為間接式變頻器。 (6) 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 ；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。 (2) 變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。 用這種換流方式可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到額定值的 3%~5%，然后再切換到負(fù)載電動(dòng)勢(shì)換流。 換流問題LCI同步調(diào)速系統(tǒng)在起動(dòng)和低速時(shí)存在換流問題， 低速時(shí)同步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不夠大不足以保證可靠換流；當(dāng)電機(jī)靜止時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，根本就無(wú)法換流。系統(tǒng)組成 由交直交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器的程序包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)差控制、負(fù)載換流控制和勵(lì)磁電流控制，F(xiàn)BS是測(cè)速反饋環(huán)節(jié)。 對(duì)于經(jīng)常在高速運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備，定子常用交直交電流型變壓變頻器供電，其電機(jī)側(cè)變換器（即逆變器）比給異步電動(dòng)機(jī)供電時(shí)更簡(jiǎn)單，可以省去強(qiáng)迫換流電路，而利用同步電動(dòng)機(jī)定子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)換相。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。該電路也是精確的模型,而不是忽略定子漏感獲得的模型。該等效電路通常用于分析直接轉(zhuǎn)矩控制。取 ,即為 T2型動(dòng)態(tài)等效電路 (如圖 ) ,根據(jù)圖 3,定子的漏感正好為 0。該等效電路用于分析以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制是非常方便的,是一個(gè)精確的模型,而不是近似的忽略了轉(zhuǎn)子漏感的等效電路。圖 　T1 型動(dòng)態(tài)等效電路： ()　 勵(lì)磁磁鏈為勵(lì)磁電感為， 轉(zhuǎn)子電流為定子電流不變。(3) T T2 動(dòng)態(tài)等效電路當(dāng)時(shí),即為 T型動(dòng)態(tài)等效電路,如圖 。圖 　T型動(dòng)態(tài)等效電路一般形式定子磁鏈 () 轉(zhuǎn)子磁鏈 （） () 圖中 () 　 可取不同值,取，都有具體物理意義。根據(jù)恒功率原則,其方程為 = ()其中轉(zhuǎn)子的電壓乘以系數(shù),轉(zhuǎn)子電流除以,功率保持不變。磁場(chǎng)問題最后通過(guò)電路拓?fù)涞男问郊右悦枋?。定子磁鏈為?lì)磁磁鏈與定子漏磁鏈之和。 圖 　 電機(jī)磁鏈?zhǔn)噶繄D(2)電壓電流狀態(tài)方程和等效電路 在靜止坐標(biāo)下,二相異步電動(dòng)機(jī)定、 轉(zhuǎn)子繞組電壓平衡方程式為: （） （） 式中:，——定子電流矢量的，分量，即； ，——定子磁鏈?zhǔn)噶康?，分量，即? ，——轉(zhuǎn)子電流矢量的，分量，即； ，——轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶康?，分量，即? ，——定子電壓矢量的，分量，即； ，——轉(zhuǎn)子電壓矢量的，分量，即； ，—— 定、 轉(zhuǎn)子繞組電阻 —— 轉(zhuǎn)子角速度 P—— 微分算子 磁鏈的電流和電感表示式 （） （） 經(jīng)整理可得到下列電壓電流關(guān)系矩陣方程: = （）得異步電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子電壓及電流矢量的關(guān)系: = （） 觀察上式,定、 轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式中都包括 ,可得到 T型動(dòng)態(tài)等效電路如圖 。 根據(jù)上述公式可畫出電機(jī)定轉(zhuǎn)子以及氣隙磁鏈?zhǔn)噶繄D,如圖 。 — — — 定、 轉(zhuǎn)子繞組之間的互感。又由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組并不直接與電源相接，而是依靠電磁感應(yīng)的原理來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，因而異步電動(dòng)機(jī)又稱為感應(yīng)電機(jī)。在電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0，則s=1隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的上升，轉(zhuǎn)差率s減小三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可用轉(zhuǎn)差率來(lái)計(jì)算 () (2)三相異步電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行(3)三相異步電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行 在這種情況下，它一方面消耗原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，同時(shí)也從電網(wǎng)吸收了電功率，這兩部分功率均變成三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，為了克服負(fù)載的阻力轉(zhuǎn)矩，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n總是略低于同步轉(zhuǎn)速n1，以便氣隙的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)能夠切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體而在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，從而能夠產(chǎn)生足夠的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。其方向可利用右手定則判定。風(fēng)扇：冷卻電動(dòng)機(jī)(1)三相異步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 三相電流流入三相定于繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，并在氣隙中產(chǎn)生相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 軸承：連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不轉(zhuǎn)動(dòng)部分，目前都采用滾動(dòng)軸承以減少摩擦。端蓋上的軸承室里安裝了軸承來(lái)支持轉(zhuǎn)子，以使定子和轉(zhuǎn)子得到了較好的同心度，保證轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)膛里正常轉(zhuǎn)動(dòng)。但是氣隙過(guò)小使裝配困難，還有可能使定，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)發(fā)生摩擦或碰撞， 因此，氣隙的最小值由制造工藝以及運(yùn)行安全可靠等因素來(lái)決定。勵(lì)磁電流是無(wú)功電流，因而勵(lì)磁電流越大，功率因素越低。由于氣隙的存在，異步電機(jī)的磁路磁阻遠(yuǎn)比變壓器大，因而異步電機(jī)的勵(lì)磁電源也比變壓器的大得多。(3)氣隙 異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是很小的，~2mm。轉(zhuǎn)軸式整個(gè)轉(zhuǎn)子部件的安裝基礎(chǔ)，又是力和機(jī)械功率的傳輸部件，整個(gè)轉(zhuǎn)子靠軸和軸承被支撐在定子鐵心內(nèi)腔中。繞線使轉(zhuǎn)子繞組是用絕緣導(dǎo)線組成，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的三相對(duì)稱繞組。 鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組由置于轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端的端環(huán)構(gòu)成。與定子鐵心沖片不同的是，轉(zhuǎn)子鐵心是在沖片的外圓上開槽，疊裝后的轉(zhuǎn)子鐵心外圓柱面上均勻地形成許多相同的槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組。(2)轉(zhuǎn)子 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)軸組成。定子三相繞組是異步電動(dòng)機(jī)的電路部分，在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中起著很重要的作用，是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的關(guān)鍵部分。為了保證轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，定子和轉(zhuǎn)子之間必須有一間隙，稱為氣隙。但是其調(diào)速性能差，功率因素低。應(yīng)積極應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；要大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)，必須把我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，提高自主開發(fā)能力，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)工程建設(shè)和市場(chǎng)的需求；并規(guī)范我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性及工藝水平，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。研究環(huán)保型整流器，使其不產(chǎn)生諧波，且實(shí)現(xiàn)功率雙向流動(dòng)是國(guó)內(nèi)外目前研究的熱點(diǎn)問題。實(shí)現(xiàn)變頻器的“綠色環(huán)保”化也就是開發(fā)清潔電能的變頻器。軟開關(guān)技術(shù)可以減小甚至完全消除變換器中開關(guān)器件在開關(guān)過(guò)程中的損耗，使緩沖吸收電路成為多余，提高了開關(guān)器件的工作頻率，減小了開關(guān)器件的散熱體積，提高了變頻器工作的可靠性和效率。傳統(tǒng)的變換器中的開關(guān)器件工作在硬開關(guān)狀態(tài)，硬開關(guān)妨礙了變換器工作頻率和容量的提高，還存在容性開通問題引起過(guò)熱損壞，在感性關(guān)斷時(shí)易造成瞬時(shí)短路。 實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)化。目前在高頻變換器中采用較多的器件是MOSFET，IGBT和IPM。 實(shí)現(xiàn)變頻器的高頻化提高變頻器開關(guān)頻率是抑制諧波、提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵之一。 實(shí)現(xiàn)變頻器硬件的集成化為了使變頻裝置體積更小巧，新型變頻器要求功率和控制單元具有高集成度。變頻器的技術(shù)規(guī)格已統(tǒng)一成國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)用戶的需要實(shí)現(xiàn)靈活的配置。當(dāng)前，國(guó)外先進(jìn)的變頻器都配有總線適配器模塊(如modbus, feidbus, interbus等)作為選件，外部總線可以雙絞線和適配器連接，變頻器則作為系統(tǒng)的智能終端。全數(shù)字控制使硬件簡(jiǎn)化，柔性的控制算法使控制靈活、可靠，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，便于故障診斷和監(jiān)視。近年來(lái)，國(guó)外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在變頻調(diào)速系統(tǒng)控制中獲得了應(yīng)用，已成為當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。各種高性能變頻控制都是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，其未來(lái)主要的發(fā)展方向是: 實(shí)現(xiàn)變頻器的人工智能化對(duì)于交流電機(jī)這樣多變量、強(qiáng)耦合的參數(shù)非線性時(shí)變的復(fù)雜被控對(duì)象，要獲得良好的控制性能較為困難。因此它的共性技術(shù)必定是分為功率和控制兩大部分。功率部分國(guó)產(chǎn)，數(shù)字控制裝置進(jìn)口，包括開發(fā)應(yīng)用軟件。主要靠進(jìn)口，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造。功率裝置國(guó)內(nèi)配套，自行開發(fā)的控制裝置只有模擬式的，數(shù)字裝置需進(jìn)口，自己開發(fā)應(yīng)用軟件。負(fù)載換流式電流型晶閘管逆變器供電的變頻調(diào)速設(shè)備這類產(chǎn)品在抽水蓄能電站的機(jī)組起動(dòng)，大容量風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)和軋機(jī)傳動(dòng)方面有很大需求。自行開發(fā)的控制器多為模擬控制，近年來(lái)主要采用進(jìn)口數(shù)字控制器配國(guó)產(chǎn)功率裝置。 但應(yīng)看到，由于國(guó)內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對(duì)國(guó)外公司的依賴仍很嚴(yán)重。很多最先進(jìn)的產(chǎn)品從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，在我國(guó)運(yùn)行良好，滿足了我國(guó)生產(chǎn)和生活需要?，F(xiàn)在，我國(guó)有200家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作。(2)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 我國(guó)電氣傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)始于1954 年。IPM 也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機(jī)最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM 將不需要外接光耦，通過(guò)內(nèi)部自舉電路可單電源供電，并采用了低電感的封裝技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進(jìn)了一步。目前，在模塊額定電流10到600 A 范圍內(nèi)，通用變頻器均有采用IPM 的趨向。在大功率無(wú)換向器電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利ABB 公司提供了單機(jī)容量為60 000 kW 的設(shè)備用于抽水蓄能電站；在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面, 德國(guó)西門子公司Simovert A 電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為10到2 600 kw 和Simovert P GTO PWM 變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為100 耀900 kw，其控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機(jī)車、風(fēng)機(jī)、水泵傳動(dòng)；在小功率變頻調(diào)速技術(shù)方面，日本富士BJT 變頻器最大單機(jī)容量可達(dá)700 kw，IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。近年來(lái)，高電壓、大電流的SCR、GTO、IGBT、IGCT 以及智能模塊IPM (Intelligent Power Module) 等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。變頻調(diào)速技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(1)國(guó)外現(xiàn)狀 市場(chǎng)有大量需求隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高和能源全球性短缺，變頻器越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在冶金、機(jī)械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個(gè)行業(yè)以及風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能場(chǎng)合，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。從20 世紀(jì)30 年代開始，人們就致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究。因此，人們便轉(zhuǎn)向應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、便于維護(hù)、價(jià)格低廉的交流電動(dòng)機(jī)。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，已由過(guò)去簡(jiǎn)單的起?？刂?，以提供動(dòng)力為目的發(fā)展為對(duì)其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)進(jìn)行精確控制，使被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合預(yù)想的要求。但是隨著社會(huì)生產(chǎn)力及技術(shù)的不斷發(fā)展，直流傳動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來(lái)。靜止無(wú)功發(fā)生器代表著動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置