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第7章 组合变流电路 引言 7.1 间接交流变流电路 7.2 间接直流变流电路 第7章 组合变流电路?引言 基本的变流电路 AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC四大类 组合变流电路 将某几种基本的变流电路组合起来，以实现一定的新功能，即构成组合变流电路。 间接交流变流电路 先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，是先整流后逆变的组合。 间接直流变流电路 先将直流电逆变为交流电，再将交流电整流为直流电，是先逆变后整流的组合。 7.1 间接交流变流电路 间接交流变流电路由整流电路、中间直流电路和逆变电路构成。 分为电压型间接交流变流电路和电流型间接交流变流电路 间接交流变流电路的逆变部分多采用 PWM控制。 7.1 间接交流变流电路 7.1.1 间接交流变流电路原理 7.1.2 交直交变频器 7.1.3 恒压恒频(CVCF)电源 7.1.1 间接交流变流电路原理 当负载为电动机时，通常要求间接交流变流电路具有再生反馈电力的能力，要求输出电压的大小和频率可调，此时该电路又名交直交变频电路。 7.1.1 间接交流变流电路原理 使电路具备再生反馈电力的能力的方法 ： 7.1.1 间接交流变流电路原理 整流和逆变均为PWM控制的电压型间接交流变流电路。 整流和逆变电路的构成完全相同，均采用PWM控制，能量可双向流动。输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，且可实现电动机四象限运行。 7.1.1 间接交流变流电路原理 2）电流型间接交流变流电路 7.1.1 间接交流变流电路原理 整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的PWM控制使输入电流为正弦并使输入功率因数为1。 7.1.2 交直交变频器 晶闸管直流电动机传动系统存在一些固有的缺点： (1) 受使用环境条件制约； (2) 需要定期维护； (3) 最高速度和容量受限制等。 交流调速传动系统除了克服直流调速传动系统的缺点外还具有： (1) 交流电动机结构简单，可靠性高； (2) 节能； (3) 高精度，快速响应等优点。 采用变频调速方式时，无论电机转速高低，转差功率的消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式中最高的，具有显著的节能效果，是交流调速传动应用最多的一种方式。 7.1.2 交直交变频器 功能： 变频器是利用同步电动机转速n0随电源频率变化而变化的特性，实现电动机调速运行的装置。 产生和发展： 变频器产生于20世纪60年代。在20世纪70年代，随着大功率晶体管、场效应晶体管的出现和性能不断提高，使变频器的性能有了极大完善和发展。 特点： 调速范围广、平滑性较好、机械特性较硬； 可很好地实现异步电动机的无级调速； 可方便地进行恒转矩调速和恒功率调速； 可实现有效的节能； 7.1.2 交直交变频器－分类 根据变流环节分类： 交-直-交变频器、交-交变频器 根据储能环节分类(滤波方式) ： 电压型变频器(C) 、电流型变频器(L) 根据电压调制方式分类： 正弦脉宽调制(SPWM)变频器 脉冲幅度调制(PAM)变频器 根据输入电源的相数分类： 三进三出变频器、一进三出变频器 7.1.2 交直交变频器-结构 7.1.2 交直交变频器－控制方式 1）恒压频比控制 为避免电动机因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增大,引起功率因数和效率的降低，需对变频器的电压和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，即恒压频比控制，以维持气隙磁通为额定值。 恒压频比控制是比较简单，被广泛采用的控制方式。该方式被用于转速开环的交流调速系统，适用于生产机械对调速系统的静、动态性能要求不高的场合。 7.1.2 交直交变频器－控制方式 转速给定既作为调节加减速的频率f 指令值，同时经过适当分压，作为定子电压U1的指令值。该比例决定了U/f比值，可以保证压频比为恒定。 在给定信号之后设置的给定积分器，将阶跃给定信号转换为按设定斜率逐渐变化的斜坡信号ugt，从而使电动机的电压和转速都平缓地升高或降低，避免产生冲击。 7.1.2 交直交变频器－控制方式 给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电压、频率。绝对值变换器输出ugt的绝对值uabs，电压频率控制环节根据uabs及ugt的极性得出电压及频率的指令信号，经PWM生成环节形成控制逆变器的PWM信号，再经驱动电路控制变频器中IGBT的通断，使变频器输出所需频率、相序和大小的交