新交流调速系统 第2版 教学课件 宋书中 常晓玲 主编 第三章 变频调速与变频器.pptVIP

电机与电气控制 淮安信息职业技术学院  二.交-直-交电流型变频器 1.主电路示意图 2. 六个主晶闸管的导通规则（该电路为1200导电型） 3. 输出相电流波形 4. 输出线电流波形 第四节 脉冲宽度调制型（PWM）变频器 一．现代全控型电力电子器件介绍 二．PWM逆变器的脉冲宽度调制方法 三．PWM变频器的谐波分析和开关点算法 四．通用型PWM变频器的主电路 1.可控整流器与逆变器两套晶闸管变流装置，都需要设计触发控制线路，晶闸管为半控器件，控制电路复杂，装置庞大。 2.晶闸管整流装置接电网，功率因数太低。 3.逆变器输出的交流电压是阶梯波，谐波分量大，输出电流、转矩脉动率大，电动机低速工作不稳定。 4.由于储能电容的充放电时间长，电压幅度调节慢，变频器的动态反应慢。 晶闸管交直交变频器存在的问题： PWM交-直-交变频器的主电路示意图 二极管整流 电容滤波 PWM逆变器 1.现代脉宽调制型变频器使用了现代全控型电力电子器件，接电网侧采用了二极管整流器，功率因数很高。 2.运行中只需要控制逆变器同时完成变频变压，减小了受控器件的数量，控制电路简化，变频器体积大大缩小。 3.逆变器输出电压是正弦型脉宽调制（SPWM）波，谐波分量小，获得理想的拖动性能。 4.因为不再调幅所以动态反应很快。 现代变频器克服了晶闸管变频器的缺点，获得广泛应用。 PWM变频器的主要特点： 一．现代全控型电力电子器件介绍 全控型器件指具备自关断能力的电力电子器件 分为三大类型: 双极型、单极型和混合型 各种全控器件的符号及等值电路 功率器件的输出容量、工作频率及主要应用领域 二．PWM逆变器的脉冲宽度调制方法 PWM逆变器分析用简单电路 （一）单极性PWM 1.参考信号为直流电压 控制信号ur : 直流电压 载波信号ut : 单极性三角(锯齿)波 单极性调制控制规律(以VT1、VT4合成A相交流电为例) 作A相输出分析注意： *在VT1导通时，A（对于参考点O）的输出电压是+Ud/2； **在VT4导通时，A（对于参考点O）的输出电压是-Ud/2。 参考信号为直流电压时输出三相交流电波形 正半周 负半周 2.参考信号为单极性正弦波 控制信号ur : 单极性正弦波 载波信号ut : 单极性三角(或锯齿)波 仍按单极性调制规律，获得单极性SPWM调制A相输出交流电波形如下：（另外两相与A相合成原理相同，相位互差1200） 调频控制：改变VT1、VT4的切换速度，可以改变 输出交流电的频率。 调压控制：改变直流参考电压的幅值，从而改变占空比，可以实现恒幅（+Ud/2不变）而调宽。 区分正负半周 参考信号为单极性正弦波时输出交流电波形 调频控制：改变正弦参考信号的频率，从而改变VT1、VT4的切换速度，可以改变 输出交流电的频率。 调压控制：改变正弦参考电压的幅值，从而改变总体占空比，可以实现呈正弦规律的恒幅（+Ud/2不变）调宽。 （二）双极性PWM 控制信号ur : 普通正弦波 载波信号ut : 双极性三角(或锯齿)波 双极性PWM调制规律 不分正负半周，只要A相的ur ut ，就导通VT1， 如A相的ur ut ，就导通VT4。 * 变频调速与变频器 * 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第三章 变频调速与变频器 第一节 异步机变频调速的控制方式和机械特性 第二节 变频器的分类与特点 第三节 晶闸管交-直-交变频器 第四节 脉冲宽度调制型（PWM）变频器 一．近似恒磁通控制方式和机械特性 二．严格恒磁通控制方式和机械特性 三．恒功率控制方式和机械特性 异步机变频调速的控制方式 和机械特性 第一节 异步电动机只改变F1能否正常运行? 问题: 答案: 不能 理由: 上述两种情况实际运行中都不允许出现。 因此，变频器不能只改变f1一个物理量！ 解决方法: 频率f1和供电电压u1配合调节 一．近似恒磁通控制方式和机械特性 具体方法：保持供电电压和变频频率成正比。即U1/f1=常数。 机械特性推导如下： 机械特性表达式： 机械特