交流控制技术-第二章课题.ppt

Northeastern University, CHINA 交流电机控制技术 第二章 电压型变频调速系统 第二章 电压型变频调速系统 2.1 概述 2.2 串联电感式电压型逆变器 3.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 3.4 变频调速系统 2.1 概述 电压型变频器主电路 电机存在发电状态，产生的能量如何处理？ 整流器 逆变器 直流侧储能环节 2.1 概述 回馈制动 再生能量较大时，可在整流侧反向并联一组晶闸管三相桥，将能量反馈给电网。 能耗制动 当有再生能量反馈时可通过在Cd两端并联一条能耗电路，当Ud上升到一定高度时触发VT0，再生能量消耗在电阻R上。 2.2 串联电感式电压型逆变器 一、主电路 对于不具备自关断功能的半控器件，需要有强迫换流电路，利用电路中的储能元件，在适当时机释放能量，对开关施加反压使其关断。 回馈二极管 换流电感 环流衰减电阻 换流电容器 2.2 串联电感式电压型逆变器 二、换流原理 1800导电型； L1和L4串联在二个互补换流的晶闸管VT1和VT4之间。 按晶闸管导通规律，换流是在1-4、2-5、3-6管子之间进行 123－234－345－456－561－612－ 区间1 区间2 区间3 区间4 区间5 区间6 分析换流过程作几点假设： 1.换流时间逆变周期，换流过程中负载电流不变：iL＝IL； 2.每个桥臂上电感紧耦合，且L1＝……＝L6＝1/2L； 3.不计电容器漏电流，且C1=……＝C6=C； 4.晶闸管瞬间导通（不计开通时间）； 5.不计晶闸管及回馈二极管的正向压降。 2.2 串联电感式电压型逆变器 2.2 串联电感式电压型逆变器 三、换流过程 A：稳定阶段 VT1稳定导通， uc4＝Ud ， VT4 承受正压 B ：换相阶段 C4放电，C1充电 2.2 串联电感式电压型逆变器 换流过程 C.D：环流和反馈 L4放能。 E： 负载电流反向阶段 2.2 串联电感式电压型逆变器 四、特点 晶闸管利用率高于120导电型 有衰减电阻，对效率影响较大 负载重时换流困难，容量小 在低频时，Ud降低使换流C能量不足，换流困难。 所以较大容量采用带辅助晶闸管的换流电路。 2.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 一、主电路 称为电感储能式电路。 在稳定阶段L中储存有能量， 在换流过程中L中的能量转移到CA中， CA电压受负载电流影响，所以对负载适应能力强，可用于大负载。 辅助晶闸管 换流电容 限制VT中di/dt 换流电感 2.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 主、辅晶闸管触发脉冲 辅助晶闸管只在换流阶段导通很短时间，换流后它自然断流关断； 主晶闸管在换流后稳定导通近1800 要关断一只主管时，先触发其辅助管，在经过延时后触发换流的主管 2.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 三、换流过程 A：稳定阶段 CA在前次换流结束时已充电; UCA＝－Uco, 极性为左负右正。 B ：换流开始 VT1’导通, CA 放电; VT1中电流降为零并承受反压关断; 这段时间很短，所以认为Uco不变。 2.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 三、换流过程 C阶段 UCA 作用下VD1导通; 振荡电流在UCA 衰减到零时达到最大； VT1承受反压时间足够大，则VT1可靠关断； CA被反向充电，为下次换流作准备； VT1恢复正向阻断能力. D阶段 谐振电流逐渐降为零; UCA达到最大; IL不变迫使VD4导通； 负载电流从CA中移到VD4； UCA＝＋Uco， VT1’自动关断。 2.3 带辅助晶闸管的电压型逆变器 三、换流过程 E阶段 电机漏感释放能量； 漏感能量释放完，IL过零，触发VT4导通； IL反向达到新稳定状态。 2.4 变频调速系统 功能结构图 压频变换器 功能：将电压信号变成频率信号。 环形分配器 功能：把频率脉冲信号变成周期性的驱动信号。 函数发生器 功能：补偿定子电阻压降的影响（低频），保证磁通恒定 相位控制 频率控制 2.4 变频调速系统 环型分配器 * * C 、D 环流和反馈阶段：在uc1.4能量放完时iVT4下降引起L4的反电势，使VD4导通，负载电流和衰减电流都经VD4，直到负载电机储能释放完毕，IL降至零VD4关断。 *