变频调速第三章器件应用.pptVIP

第三章 电力电子器件的实际应用与开发 3.1 小功率电力电子器件的应用 电力电子技术是电工技术的主要分支，随着科技迅速发展，它已经深入到工业生产和社会生活的各个方面。小功率电力电子器件的应用更为广泛，它体现出体积小、重量轻，功耗小，应用时可靠性高，在整流、逆变、电源、电子开关及交直流传动等领域得到推广。下面介绍一些以晶闸管为核心器件以及小功率派生器件的实际应用。 3.1.1 晶闸管调光电路 在电工电子中，小功率晶闸管应用比较普遍，这和晶闸管变流特点有关，应用时电流不太大，负载功率比较小。体现其应用灵活性、和实用性。  3.1.2 固态交流开关电路 非零压固态交流开关原理图 VT2 VT1 R6 R1 R2 R4 R3 R5 VIN 4N25 R8 C1 R7 VD1 ~VD4 V1 零压型开关 VT2 V1 VT1 R5 R1 R3 VIN 4N25 R7 C1 R6 VD1 ~VD4 R2 R4 V2 交流调压器 提要 异步电动机变压调速电路 异步电动机改变电压时的机械特性 闭环控制的变压调速系统及其静特性 闭环变压调速系统的近似动态结构图 转差功率损耗分析 变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用 3.2异步电动机变压调速电路 变压调速是异步电机调速方法中比较简便的一种。 由电力拖动原理可知，当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。 过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。 目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。 Y型接法 0 负载 a b c a) ua ub uc ia Ua0 VT1 VT2 VT3 ?型接法 负载 b) a b c ua ub uc ia 交流变压调速系统可控电源 M 3~ ~ TVC 利用晶闸管交流调压器变压调速 TVC——双向晶闸管交流调压器 图5-1 利用晶闸管交流调压器变压调速 控制方式 TVC的变压控制方式 电路结构：采用晶闸管反并联供电方式，实现异步电动机可逆和制动。 图5-2 采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路 可逆和制动控制 反向运行方式 图5-2所示为采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路，其中，晶闸管 1~6控制电动机正转运行，反转时，可由晶闸管 1，4 和 7~10 提供逆相序电源，同时也可用于反接制动。 制动运行方式 当需要能耗制动时，可以根据制动电路的要求选择某几个晶闸管不对称地工作，例如让 1，2，6 三个器件导通，其余均关断，就可使定子绕组中流过半波直流电流，对旋转着的电动机转子产生制动作用。必要时，还可以在制动电路中串入电阻以限制制动电流。 返回目录 异步电机在次同步电动状态下的双馈系统——串级调速系统 串级调速系统的工作原理 串级调速系统的其他类型 交直流调速系统 学习要点： 串级调速系统性能的一般性讨论： （1）起动 （2）调速? （3）停止。? ? 重点、难点： 逆变器的控制作用。 基本思路 在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。怎样才能获得这样的电压呢？ 对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此直流附加电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。 串级调速系统的工作原理 对直流附加电动势的技术要求 首先，它应该是可平滑调节的，以满足对电动机转速平滑调节的要求； 其次，从节能的角度看，希望产生附加直流电动势的装置能够吸收从异步电动机转子侧传递来的转差功率并加以利用。 系统方案 根据以上两点要求，较好的方案是采用工作在有源逆变状态的晶闸管可控整流装置作为产生附加直流电动势的电源，这就形成了图中所示的功率变换单元CU2。 按照上述原理组成的异步电机在低于同步转速下作电动状态运行的双馈调速系统如下图所示，习惯上称之为电气串级调速系统。 系统组成 电气串级调速系统原理图 功率变换单元 UR — 三相不可控整流装置，将异步电机转子相电动势 sEr0 整流为直流电压 Ud 。 UI — 三相可控整流装置，工作在有源逆变状态： 可提供可调的直流电压 Ui ，作为电机调速所