第4章 交-交变频技术 变频器原理及应用 教学课件.pptVIP

《变频器原理与应用》第4章 第4章 交-交变频技术 4.1 单相输出交-交变频电路 4.1.1 电路组成及基本工作原理 图4-1是单相输出交-交变频电路的原理框图，电路由P（正）组和N（负）组反并联的晶闸管变流电路构成，两组变流电路接在同一个交流电源，Z为负载。 图4-1是单相输出交-交变频电路的原理框图 4.1.1 基本工作原理 为了使输出电压的波形接近正弦波，可以按正弦规律对控制角α进行调制，即可得到如图4-2所示的波形。调制方法是，在半个周期内让变流器的控制角α按正弦规律从90°逐渐减小到0°或某个值，然后再逐渐增大到90°。 图4-2 单相输出交-交变频电路输出交流电压波形 4.1.2 交-交变频电路输出电压和电流的波形 图4- 4 单相输出交-交变频电路输出电压和电流的波形图 4.1.3 输出正弦电压的调制方法 通过不断地改变交-交变频电路的控制角α，使输出电压的波形基本为正弦波的调制方法很多。下面介绍余弦交点法 。 图4-5 余弦交点法原理 图4-6 不同γ角时α与ωot的关系 4.1.4 交-交变频器的特点 。 交-交变频器的特点为： 1) 因为是直接变换，没有中间环节，所以比一般的变频器效率要高。 2) 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成，因而其输出频率比输入交流电源的频率低得多，输出波形较好。 3) 由于变频器按电网电压过零自然换相，故可采用普通晶闸管。 4) 由于输出上限频率不高于电网频率的1/3～1/2，因受电网频率限制，通常输出电压的频率较低。 5)交-交变频电路采用的是相位控制方式，因此其输入电流的相位总是滞后于输入电压，需要电网提供无功功率。功率因数较低，特别是在低速运行时更低，需要适当补偿。 4.2 三相输出交-交变频电路 三相输出交-交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，三相输出交-交变频电路是由三组输出电压相位各差120°的单相交-交变频电路组成的，所以其控制原理与单相交-交变频电路相同。下面简单介绍一下三相交-交变频电路接线方式。 4.2.1 公共交流母线进线方式 4.2.2 输出星形联结方式 图4-9 输出星形联结方式的三相交-交变频电路原理图 4.3 矩形波交-交变频 4.3.1 矩形波交-交变频电路及工作原理 图4-10电路中，每一相由两个三相零式整流器组成，提供正向电流的是共阴极组①、③、⑤；提供反向电流的是共阳极组②、④、⑥。为了限制环流，采用了限环流电感L。 图4-10 三相零式交-交变频电路 4.3 矩形波交-交变频 4.3.1 矩形波交-交变频电路工作原理 假设三相电源电压ua、ub、uc完全对称。当给定一个恒定的触发控制角α时，例如，α＝90°，得正组①的输出电压波形如图4-11所示。 图4-11 输出电压为矩形波的波形 4.3.2 换相与换组过程 图4-12所示为组①和组④的输出电压波形，组①输出电压片段uc，组④输出电压片段uy。 图4-12 电流连续时组触发得到的电压波形 本 章 小 结 交-交变频就是把电网频率的交流电变换成可调频率的交流电，此类变频器能量转换效率较高，多应用于大功率的三相异步电动机和同步电动机的低速变频调速。但由于交-交变频输出频率低（一般为电网频率的1/3～1/2）和功率因数低，使其应用受到限制。 * * * * *