第十四讲 交流-交流变换(二).pptVIP

* 就６脉波三相桥式电路而言，不高于电网频率的１／３－１／２ * * * 直流偏置 负载电动机低速运行时，变频器输出电压很低，各组桥式电路的a角都在90°附近，因此输入功率因数很低。 给各相输出电压叠加上同样的直流分量，控制角a 将减小，但变频器输出线电压并不改变。 * 缺点： 接线复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管，增加了系统成本，控制电路也相应更复杂。 受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。一般不超过输入频率的1/3，否则会产生较大的谐波分量。 因为采用相控方式，输入功率因数较低。 输入电流谐波含量大，频谱复杂。 * 和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。而两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。 由于变频器输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。 输出星形联结方式 6.3.2 三相相控交交变频电路 6.3.2 三相相控交交变频电路 输入输出特性 输出上限频率 和单相交交变频电路是一致的 输入功率因数 三相总输入功率因数应为 三相电路总有功功率为各相有功功率之和 视在功率却不能简单相加，而应由总输入电流有效值和输入电压有效值来计算，比三相各自的视在功率之和要小 三相输入功率因数高于单相交交变频电路 6.3.2 三相相控交交变频电路 改善输入功率因数和提高输出电压 基本思路 目的：输入功率因数低，影响电网。 功率因数是由基波因数ν和基波电压、电流位移因数cosφ1决定的。 其中cosφ1低，设备的利用率低；导线、变压器的绕组损耗大 ν低，设备的输入电流谐波分量大，电流波形畸变，对电网造成污染。 交交变频电路中，控制角是不断变化，其变化幅度与输出电压大小有关系。 6.3.2 三相相控交交变频电路 改善输入功率因数和提高输出电压 基本思路 有图中各相输出的是相电压，而加在负载上的是线电压。 在各相电压中叠加同样的直流分量或3倍于输出频率的谐波分量，它们都不会在线电压中反映出来，因而也加不到负载上。利用这一特性可以使输入功率因数得到改善并提高输出电压。 6.3.2 三相相控交交变频电路 改善输入功率因数和提高输出电压 直流偏置法 如在相电压中叠加直流电压分量——直流偏置法，会使得输出电压的正半波平均电压增大，对提高输入平均功率因数有好处。 交流偏置法 常用的办法是在输出相电压中叠加三次谐波——交流偏置法，也就是通常所说的梯形波输出控制方式，即使三组单相变频器的输出均为梯形波（也称准梯形波）。 正弦波输出控制方式中，最大输出正弦波相电压的幅值为Ud0 在同样幅值的情况下，梯形波中的基波幅值可提高15%左右 在线电压中三次谐波相互抵消， 线电压仍为正弦波 桥式电路较长时间工作在高输出电压区域（即梯形波的平顶区），α角较小，输入功率因数可提高15%左右 6.3.2 三相相控交交变频电路 6.3.2 三相相控交交变频电路 和交直交变频电路比较 交交变频电路的优点： 只用一次变流，效率较高 可方便地实现四象限工作 低频输出波形接近正弦波 交交变频电路的缺点： 接线复杂 受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低 采用相控方式，输入功率因数较低 输入电流谐波含量大，频谱复杂 6.3.2 三相相控交交变频电路 综合以上特点，交交变频电路能量损耗小，可采用晶闸管进行自然换流，功率等级高，可实现四象限运行，低频输出性能较好等。所以适合用于大功率、低转速的交流调速系统。 应用 主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。 既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。 *6.4 矩阵式交交变频电路 6.4 矩阵式交交变频电路 (a) (b) u u w t w t 0 0 输出电压 平均输出电压 O u o a P =0 a P = p 2 a P = p 2 w t 6.4 矩阵式交交变频电路 它是一种从交流电经斩波直接变成另一种频率的交流电，这种变频方式称为斩控式交－交变频，又称矩阵变换器（Matrix Converter）。 是直接变频电路 ，采用的开关器件是全控型器件。 控制方式是斩波控制 矩阵变换器( Matrix Converter)作为一种新型的交—交变频电源，是由M. Venturini于1979年提出的一种有效的开关控制方法。 6.4 矩阵式交交变频电路 矩阵式交交变频电路优点 无中间直流或交流环节，能量直接传递，体积小，效率高； 可获得正弦形的输人电流和输出电压，波形失真度小； 输入功率因数可任意调节，与负载功率因数无关 能量可双向传递