《变频器的整流与控制》.pdfVIP

第3 章 变频控制技术原理与实现 　　变频器的功能就是将频率、 电压都固定的交流电变换成频率、 电压都连续可调的交流电。 按照变换环节有无直流环节， 变频器可以分为交－直－交变频器和交－交变频器。 现在使用的 变频器绝大多数为交－直－交变频器。 　　目前变频调速系统通常采用U／f 控制、 矢量控制、 直接转矩控制来实现变频， 本章主要针 对前两种控制方式进行介绍。 3畅1　交－直－交变频技术 　　交 －直 －交变频器的主电路框图如图３－１ 所示。 由图可见， 主电路包括３ 个组成部分： 整流电路、 中间电路和逆变电路。 图３－１　交－直－交变频器的主电路框图 3畅1畅1　整流电路 　　整流电路的功能是将交流电转换为直流电。 整流电路按使用的器件不同分为两种类型， 即 不可控整流电路和可控整流电路。 　　１畅不可控整流电路 　　不可控整流电路使用的器件为电力二极管， 不可控 整流电路按输入交流电源的相数不同分为单相整流电路、 三相整流电路和多相整流电路。 下面对变频器中应用最 多的三相整流电路的工作原理加以说明。 　　图３－２所示为三相桥式整流电路， 为分析电路工作 原理方便， 以电阻负载为例。 　　三相桥式整流电路共有６个整流二极管， 其中 ＶＤ１ 、 ＶＤ 、 ＶＤ ３个管子的阴极连接在一起， 称为共阴极组； 图３－２　三相桥式整流电路 ３ ５ · 21· ＶＤ、 ＶＤ 、 ＶＤ ３个管子的阳极连接在一起， ２ ４ ６ 称为共阳极组。 　　三相对称交流电源 Ｒ、 Ｓ、 Ｔ（或Ａ、Ｂ、Ｃ） 的波形如图３－３ 所示， Ｒ、 Ｓ、 Ｔ 接入电路 后， 共阴极组的哪只二极管阳极电位最高， 哪只二极管优先导通； 共阳极组的哪个二极 管阴极电位最低， 哪只二极管优先导通。 同 一个时间内只有２ 个二极管导通， 即共阴极 组的阳极电位最高的二极管和共阳极组的阴 极电位最低的二极管构成导通回路， 其余 ４ 个二极管承受反向电压而截止， 在三相交流 电压自然换相点换相导通。 　　把三相交流电压波形在一个周期内６ 等 分， 如图３－３（ａ）中t 、t 、…、t 所示。 在０～ １ ２ ６ t 期间， 电压u ＞u ＞u ， 因此电路中Ｔ 点 １ Ｔ Ｒ Ｓ 电位最高； Ｓ 点电位最低， 于是二极管ＶＤ 、 ５ ＶＤ 先导通， 电流的通路是Ｔ ＶＤ R → → → ６ ５ Ｌ ＶＤ６→Ｓ， 忽略二极管正向压降， 负载电阻RＬ 上得到电压u ＝u 。 二极管ＶＤ 导通后， 使 Ｏ ＴＳ ５ ＶＤ 、 ＶＤ 阴极电位为u ， 而承受反向电压 １ ３ Ｔ 截止。 同理， ＶＤ 导通， 二极管 ＶＤ 、 ＶＤ ６ ４ ２ 也截止。 图３－３　三相桥式整流电路的电压波形 　　在自然换相点 t 稍后， 电压 u ＞u ＞ １ Ｒ Ｔ （ａ） 三相交流电压波形　（ｂ） 输出电压波形 u ， 于是二极管 ＶＤ 与 ＶＤ 换相， ＶＤ 截 Ｓ ５ １ ５ 止， ＶＤ 导通， ＶＤ 仍旧导通， 即在t ～t 期间， 二极管ＶＤ 、 ＶＤ 导通， 其余截止， 电流通 １ ６ １ ２