交流交流變頻器設(shè)計(jì)(已改無錯(cuò)字)
2022-10-11 18:34:41 本頁面
【正文】 點(diǎn)重合，且使矩形波脈沖和相應(yīng)的正弦部分面積（沖量）相等，就得到圖 24下半部分所示的脈沖序列，這就是 PWM波形。可以看出各脈沖的幅值相等，而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理， PWM 波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形，也稱 SPWM 波形。 圖 24 用 PWM波代替正弦半波 根據(jù) PWM 控制的基本原理，如果給出了逆變電路的正弦波輸出的頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)， PWM 波形中各個(gè)脈沖的寬度和間 隔就可以準(zhǔn)確計(jì)算出來。按照計(jì)算的結(jié)果控制逆變電路中各個(gè)開關(guān)的器件的通斷，就可以的到所需要的 PWM 波形。這種方法稱之為計(jì)算法。 很明顯可以看出，計(jì)算法十分繁瑣，當(dāng)需要輸出的正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要發(fā)生變化。與計(jì)算法相對的是調(diào)制法，即把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接收調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過信號(hào)波的調(diào)制的到所期望的PWM波形。 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及控制》課程設(shè)計(jì)說明書 7 圖 25 調(diào)制法產(chǎn)生 SPWM波形 電壓型逆變電路的特點(diǎn)及主要類型 根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路；直流側(cè)是 電流源的則稱為電流型逆變電路。 電壓型逆變電路有以下特點(diǎn)： 1） 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 2） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因?yàn)樨?fù)載阻抗的情況不同而不同。 3） 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)想直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)續(xù)流二極管。 逆變電路分為三相和單相兩大類。其中，單相逆變電路主要采用橋式 接法。主要有：單相半橋和單相全橋逆變電路。而三相電壓型逆變電路則是由三個(gè)單相逆變電路組成。最常用的是三相橋式逆變電路。 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及控制》課程設(shè)計(jì)說明書 8 逆變電路設(shè)計(jì) 根據(jù)選擇的方案，采用電壓型橋式逆變電路。 電路圖如圖 26 所示： 圖 26 電壓型橋式逆變電路 如圖 26所示，單相全橋逆變電路主要有四個(gè)橋臂，可以看成由兩個(gè)半橋電路組合而成。其中橋臂 1,4 為一對，橋臂 2， 3 為一對。每個(gè)橋臂由一個(gè)可控器件 IGBT 以及一個(gè)反并聯(lián)的二極管組成。在直流側(cè)接有足夠大的電容，負(fù)載接在橋臂之間。 它的具體工作過程如下：設(shè)最初時(shí)刻時(shí)，給 IGBT Q Q4觸發(fā)信號(hào)，使其導(dǎo)通。則電流通過橋臂 1，負(fù)載，橋臂 4 構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)通回路。當(dāng)時(shí)刻時(shí)，給 Q2,Q3觸發(fā)信號(hào)，給 Q1,Q4 關(guān)斷信號(hào)。但由于負(fù)載電感較大，通過它的電流不能突變，所以二極管 VD2,VD3 導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流。當(dāng)電流逐漸減小為 0，橋臂 1,4 關(guān)斷，橋臂2,3導(dǎo)通，構(gòu)成一個(gè)回路，從而實(shí)現(xiàn)換流。 逆變電路工作過程和波形分析 在接阻感負(fù)載時(shí)，還可以采用移相的方式來調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓，這種方式稱為移相調(diào)壓。移相調(diào)壓實(shí)際上就是調(diào)節(jié)輸出電壓脈沖的寬度。在圖 1所示的單相全橋逆變電路圖中，各個(gè) IGBT 的 柵極信號(hào)仍為 180176。正偏， 180176。反偏，并且柵極信號(hào)互補(bǔ) ,但基極信號(hào)不是比落后 180176。，而是只落后θ。也就是說柵極信號(hào)不是信號(hào)同相位，而是前移了 180176。 θ。這樣，輸出的電壓就不再是正負(fù)各為 180176。的的脈沖，而是正負(fù)各為θ的脈沖，其波形如圖 27所示。 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及控制》課程設(shè)計(jì)說明書 9 設(shè)在 1t 時(shí)刻前 1V 和 4V 導(dǎo)通，輸出電壓 0u 為 dU ， 1t 時(shí)刻 3V 和 4V 柵極信號(hào)反向，4V 截止，而電流 0i 不能突變， 3V 不能立刻導(dǎo)通， 3VD 導(dǎo)通續(xù)流。因 1V 和 3VD 同時(shí)導(dǎo)通，所以 dU 為零。 2t 時(shí)刻 1V 和 2V 柵極信號(hào)反向， 1V 截止， 2V 不能立刻導(dǎo)通， 2VD導(dǎo)通續(xù)流，和 3VD 構(gòu)成電流通道，輸出電壓為 dU 。負(fù)載電流過零反向時(shí)， 2V 和 3V導(dǎo)通，輸出電仍為 dU 。以后過程和前面類似。 圖 27 電壓型橋式逆變電路工作波形圖
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