变频电路课件

变频电路

11§6—1、基本概念一、分类 交——直——交和交——交二、工作原理

1.交——直——交变频器（无源逆变器)

VT1、VT4和VT2、VT3轮流切换导通，uR为交变电压

2§6—1、基本概念2.交——交变频器

正、反组轮流导通，得交变电压uR，幅值：改变α角；频率：正反组切换率。

3§6—1、基本概念3、变频器的换流方式

换流概念；直流供电时，如使已通元件关断（1）、电网换流

利用电网电压换流，只适合交——交变频器（2）、负载谐振式换流利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载电流超前于电压时间大于tq，即能实现换流，分串，并联。

VT2、VT3通后，经VT2、VT3反向加在VT1、VT4上

4§6—1、基本概念

VT1导通，C充电左（—）右（+），为换流做准备；

VT2导通，C上电压反向加至VT1，换流，C反向充电。

（4）、采用自关断器件（3）、强迫换流 附加换流环节，任何时刻都能换流5§6—2、负载谐振式逆变器

1.并联谐振式逆变器 2.串联谐振式逆变器6§6—3、强迫换流式逆变器

属180º导电型，次序∶VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6-VT1.

任一瞬间都有三个晶闸管导通，三相电流同时流通。串联电感式电压型逆变器

7§6—3、强迫换流式逆变器导通情况∶

8§6—3、强迫换流式逆变器

(1)

VT1稳定导通0-t1 IT1=iA

A点与P点同电位

UC1=0UC4=Ud，极性上(十)下(一) X、Y、A点的电位均为Ud

(2)换流阶段t1=t2

在tl时刻触通VT4，

C4经过VT4和L4放电，UC4上的电压不能突变，L4两端出现上(十)下(一)的电压Ud

工作原理∶9§6—3、强迫换流式逆变器L1两端也要感应上(十)下(一)的电压Ud即X点相对N点的电位由Ud升至2Ud,VT1受反压UdiT1:IA降至0，VT1关断；iT4:0升至IA

在C4放电、C1充电过程中，应满足uC1+uC2=Ud，当uc4=ucl=1/2Ud时，L4和L1上的电压也均1/2Ud，故X点电位为Ud，则VTl反压=0。从t到此刻的时间即为VTl承受反压时间tυ

结束时，uC4=0，X点、Y点和A点电位也都为零，ucl=Ud

10§6—3、强迫换流式逆变器

(3)环流阶段

t2-t3t=t2时，iT4=Im,随后小iT4下降，在L4两端产生上(一)下(十)的感应电势,使VD4受正向电压而导通。在此期间VD4上通过两个电流∶(a)沿VD4、L4、VT4形成的环流，使L4中的能量消耗在放电回路电阻上；

(b)沿VD4、A相负载、电源回路的电流，将负载电感中的能量反馈到直流电源，

iD4=IA+iT4

11§6—3、强迫换流式逆变器

(4)反馈阶段

t3-t4t=t3时，环流衰减至零，VT4关断，而感性负载电流iA仍经VD4流通，将负载电感的能量反馈至电源，当负载电流入下降至零，整个换流过程即告结束。

(5)负载电流反向阶段

t=t4，IA=0

由于触发脉冲宽度大于90º电角度,VT4再次触发导,IA反向12§6—3、强迫换流式逆变器输出电压波形∶ 0-60º:uA0=uB0=Ud

13§6—3、强迫换流式逆变器

60º-120º:

uB0=

=-2/3

Ud

uA0=uC0==-1/3Ud

14§6—3、强迫换流式逆变器

uAB

=uA0-uB0uBC

=uB0-uC0uCA=uC0–uA0

15§6—4、逆变器的多重化技术

改善方波逆变的输出波形：中小容量： 大容量：多重化技术 思路：用阶梯波逼近正弦波一、直接输出多重化逆变器 两个基本型电流型逆变器并联，相位相差30º16§6—4、逆变器的多重化技术特点：直接并联，结构简单，适用于低压电流各逆变器功率因数不同，功率不同，提供转矩不同，各整流桥须独立控制，整流变压器次级绕组应相互隔离。17§6—4、逆变器的多重化技术特点：各逆变器输出功率因数，输出功率相同，各整流桥使用同一控制器。 加变压器可适合高压电机二、变压器输出多重化逆变器18§6—4、逆变器的多重化技术三、谐波分析，比较

19§6—5、PWM逆变器

20§6—5、PWM逆变器

一、基本原理

1、单脉冲调制将VT1—VT2和VT4—VT3切换时间错开，

λ变化=>脉宽也变化，λ=180º，uAB为

21§6—5、PWM逆变器

uC——三角载波信号电压

uT——控制参考信号电压

u——调制脉冲信号，脉宽取决于uT>uC区间大小2、多脉冲调制

22§6—5、PWM逆变器二、正弦波脉宽调制方法

1、原理：选择正弦波电压作为参考控制信号电压在半周内区间大小不一，故调制波宽度也不同，符合正弦变化规律。23§6—5、PWM逆变器2、脉宽调制方法(1)单极性调制半周期脉冲数为N，Um为等幅脉冲波幅值，设与正弦波幅值相等

αi——半周内第i个分段的起始点

脉宽24§6—5、PWM逆变器(2)双极性调制

αk——半周内第k个脉冲的中点距正弦波过零点的角度25§6—5、PWM逆变器(3)同步调制和异步调制(a)同步调制三角波频率fC与正弦波频率fT（相当于逆变器输出频率）同步：fC

/fT=Const.

特点：正负半周对称，无偶次谐波低频时：高次谐波↑，脉冲转矩、附加损耗、噪声↑

高频时：三角波频率↑，元件开关次数↑，开关损耗↑

26§6—5、PWM逆变器(b)异步调制

fC/fT=变数通常使三角波频率恒定特点：正负半周不对称，出现偶次谐波； 输出电压半周内脉冲次数与输出频率成反比

(c)分级调制

取同步，异步调制之长处

27§6—6、交——交变频电路

一、工作原理正组整流，反组封锁，u上(+)下(-)

反组整流，正组封锁，u上(-)下(+)

可得交变电压f1为切换频率经晶闸管整流后得到，故不能高于电网频率，最高频率为电网频率的1/3—1/2

一次变换，η↑，可采用电网换流

28§6—6、交——交变频电路三相交——交变频器半波整流：18个元件 桥式整流：36个元件

29§6—6、交——