【正文】 為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，稱為失控。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零續(xù)流二極管的作用。但因a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移至VD2，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD2續(xù)流在u2負(fù)半周觸發(fā)角a時(shí)刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD2向負(fù)載供電。 半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時(shí)的工作情況相同，單相半控橋帶阻感負(fù)載的情況，假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)。 圖210 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管，為了對(duì)每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，只需1個(gè)晶閘管就可以了，另1個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從而簡(jiǎn)化整個(gè)電路。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出： （217）圖28 單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況 圖29 單相全波可控整流電路及波形 單相全波與單相全控橋從直流輸出端或從交流輸入端看均是基本一致的。為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為δ。當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。如圖27b所示id波形在一周期內(nèi)有部分時(shí)間為0的情況，稱為電流斷續(xù)。圖26 單相全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形c 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況在|u2|E時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能，導(dǎo)通之后，ud=u2， ，直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度δ停止導(dǎo)電，δ稱為停止導(dǎo)電角。變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180176。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。b 帶阻感負(fù)載的工作情況假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線u2過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。 數(shù)量關(guān)系：a 角的移相范圍為180176。這是單相半波電路的缺陷。直流回路的平均電流為： （22）回路中的電流有效值為： （23）由式2. 式2. 3可得流過晶閘管的電流波形系數(shù)： （24）電源供給的有功功率為： （25）其中U為R上的電壓有效值：電源側(cè)的輸入功率為：功率因素為： （26）當(dāng)α=0時(shí)，α越大，cosα越低，α=π。 基本數(shù)量關(guān)系。 幾個(gè)重要的基本概念：觸發(fā)延遲角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度，用a表示，也稱觸發(fā)角或控制角。采用了可控器件晶閘管，且交流輸入為單相，故該電路為單相半波可控整流電路。 電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電壓與電流成正比，兩者波形相同結(jié)合圖1進(jìn)行工作原理及波形分析。,從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來看,四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)在大傾角工作面能較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩,維持牽引速度基本不變,機(jī)器沒有發(fā)生下滑跑車的現(xiàn)象,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制靈活,操作方便,速度調(diào)節(jié)可靠.（4）在提升機(jī)中的應(yīng)用 新柏煤礦公司與唐山開誠(chéng)電器公司合作,這是西北礦區(qū)首家選用交流四象限變頻調(diào)速技術(shù)的企業(yè)[13].系統(tǒng)采用無速度傳感器矢量控制方式,四象限運(yùn)行,設(shè)有過壓、欠壓、過流、[14],設(shè)計(jì)有專門的控制軟件,同時(shí)具有很高的兼容性,提供了完善的輸入輸出接口電路,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制.（5）在膠帶輸送機(jī)和電鏟中的應(yīng)用 興隆莊煤礦西上山膠帶輸送機(jī)采用四象限變頻調(diào)速技術(shù)后,解決了采用液力耦合器裝置時(shí)下行運(yùn)輸皮帶機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)中形成的電機(jī)失控問題[15]. 變頻器可隨時(shí)將電機(jī)產(chǎn)生的負(fù)力回饋到電網(wǎng)中,減少發(fā)熱損耗,解決了機(jī)械系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的沖擊問題,(挖掘機(jī))是露天礦山用于裝載礦石、巖石的大型設(shè)備,其工作條件非常惡劣,特別是在爆破不好的情況下挖根底作業(yè),經(jīng)常出現(xiàn)過大的沖擊載荷,我國(guó)有個(gè)別礦山從美國(guó)B E公司引進(jìn)了變頻器鼠籠型電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)[16],系統(tǒng)的機(jī)械特性曲線面積大,四象限運(yùn)行,能快速地進(jìn)行加速、減速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng).變頻技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用越來越多,但應(yīng)用還不普及,如露天開采的牙輪鉆機(jī),美國(guó)B E公司已在55R型牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用,我國(guó)還在開發(fā)試驗(yàn)之中,尚未推廣應(yīng)用[16].因此,變頻技術(shù)在我國(guó)礦山機(jī)電設(shè)備中還有很大的發(fā)展空間.(1),變頻器如能解決好與這些設(shè)備的匹配問題,就能得到更廣泛的推廣.(2),在機(jī)電設(shè)備的改造中必然需要大量的變頻器,這就會(huì)極大地推動(dòng)變頻技術(shù)在礦山的發(fā)展.(3),如井下工作等,需要具有特殊功能的專業(yè)變頻器配置這些裝備.(4)多功能、,礦山改造過程中對(duì)變頻器的使用和控制也會(huì)呈現(xiàn)多功能化的趨勢(shì),對(duì)變頻器的控制也會(huì)成為礦山網(wǎng)絡(luò)化管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).第2章 變頻電源基礎(chǔ). 整流電路基礎(chǔ) （1）單相橋式半波整流電路 a、帶電阻負(fù)載的工作情況變壓器T起變換電壓和隔離的作用。,局部達(dá)到25176。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和世界能源緊缺等客觀因素的影響,構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召極大地推動(dòng)了變頻節(jié)能技術(shù)在礦山、機(jī)械、,礦井(露天礦)各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的用電占到礦井企業(yè)用電量的70% ～90%[1].具體來說,在未采用變頻節(jié)能措施前,水泵、風(fēng)機(jī)等流體機(jī)械,平均運(yùn)轉(zhuǎn)效率只有20%～50%[2],對(duì)礦井提升機(jī)、空壓機(jī)、采掘機(jī)等動(dòng)力負(fù)荷變化較大的機(jī)電設(shè)備在啟動(dòng)、加減速、,使變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)礦山中的應(yīng)用越來越廣泛,技術(shù)也越來越成熟. （1）風(fēng)機(jī)中變頻調(diào)速的應(yīng)用目前,變頻器在我國(guó)煤礦風(fēng)機(jī)節(jié)能改造和新上項(xiàng)目中得到越來越多的應(yīng)用,[ 8 ] ,楊村礦南風(fēng)井在風(fēng)機(jī)改造中,將原來JRQ151010型高壓繞阻式電動(dòng)機(jī)換為JS15710型低壓鼠籠式電動(dòng)機(jī),實(shí)際轉(zhuǎn)速較改進(jìn)前最低轉(zhuǎn)速下降了70 r/min,電機(jī)實(shí)際輸出功率為改進(jìn)前前導(dǎo)器半關(guān)閉時(shí)的1/3,風(fēng)量和風(fēng)壓更加適合礦井特性,研制了ZJT 30型隔爆兼本安智能變頻調(diào)速系統(tǒng),采取IGBT散熱方式,工作電壓為660 V,可帶動(dòng)28 kW局部通風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)了載波頻率調(diào)整(2～50 Hz)功能、風(fēng)電和瓦斯閉鎖功能、過流短路保護(hù)功能、超溫?cái)嚯姽δ芗斑h(yuǎn)程和實(shí)地控制功能,其性能達(dá)到了防爆標(biāo)準(zhǔn),為我國(guó)礦山巷道掘進(jìn)的節(jié)能提供了有效手段.（2）泵中采用變頻調(diào)速的應(yīng)用變頻調(diào)速在礦區(qū)給水、給液用泵中應(yīng)用靈活,明顯降低了設(shè)備的機(jī)械沖擊,增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性,提高了產(chǎn)品質(zhì)量.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)宋杰等人,利用變頻器和PLC控制器,、適時(shí)加減速,保證了井下液位的恒定,降低了泵空轉(zhuǎn)時(shí)間和頻繁起停帶來的大量能耗,對(duì)變頻器的自動(dòng)控制更加智能與靈活,通過在線調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)重介旋流器的入料壓力,降低了因啟動(dòng)電流過大造成的電耗增加,減少了頻繁開停車,避免了變壓器跳電,因引進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù),該選煤廠每年新增精煤創(chuàng)收約216萬元.（3）在采煤機(jī)中的應(yīng)用目前,采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已從“一拖二”發(fā)展到“一拖一”.我國(guó)能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)行走功率最大2110 kW,變頻器電壓380V,能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速、–,176。變頻技術(shù)具有調(diào)速性能好、功率因數(shù)高、可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使變頻器在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著的節(jié)能效果。生產(chǎn)要安全高效，機(jī)電設(shè)備就必須做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、合理運(yùn)行，對(duì)于流體機(jī)械采用變頻調(diào)速控制效果較理想。因此，具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)的產(chǎn)品在市場(chǎng)中才具有較大的發(fā)展前景。高壓變頻器行業(yè)是一個(gè)有相當(dāng)技術(shù)難度，投資強(qiáng)度大，風(fēng)險(xiǎn)大，成長(zhǎng)周期長(zhǎng)的領(lǐng)域。②因?yàn)殚_關(guān)器件所承受的電壓能力有限，因此減小其開關(guān)電壓是高壓變頻器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高壓變頻器的廠家還很少，大都采用國(guó)外的技術(shù)方案共同生產(chǎn)，因此我國(guó)發(fā)展高壓變頻器還是很必要的。高壓變頻技術(shù)在國(guó)外的研究已經(jīng)有三十年的歷史了，隨著開關(guān)器件和控制處理器件的成熟，國(guó)外的技術(shù)把我國(guó)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在了后面。近幾年，煤炭行業(yè)加大了技術(shù)改造的力度，使用在礦井中的國(guó)產(chǎn)變頻器口漸增多，國(guó)產(chǎn)變頻器在煤炭行業(yè)還有很大拓展空間。煤炭行業(yè)前幾年效益不佳，技術(shù)改造較少，變頻器使用不多。近幾年來我國(guó)變頻器銷售量逐年高速增長(zhǎng)，變頻器在煤炭、冶金、石化行業(yè)都有良好的應(yīng)用，其2006 年的市場(chǎng)占有率分別為 %, %, %，也就是說這三個(gè)行業(yè)使用的變頻器的總和約占全國(guó)變頻器總量的 %。. 變頻電源發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)電力能源十分短缺，已經(jīng)成為制約生產(chǎn)發(fā)展的重要因素，合理開發(fā)和利用能源已迫在眉睫。我國(guó)變頻器總的潛在市場(chǎng)空間大約為1200億～800億元，其中常壓變頻器約占市