课件：电力电子四.ppt

* 输入 输 出 a b c u v w S 1 1 S 1 2 S 1 3 S 2 1 S 2 2 S 2 3 S 3 1 S 3 2 S 3 3 图4-28 矩阵式变频电路 图4-29 构造输出电压时可利用的输入电压部分 b) 三相输入构造输出相电压 如把输入交流电源改为三相，如用图4-28a中的第一行的3个开关共同作用构造u相输出电压uu，就可利用图4-29b所示的三相相电压包络线中所有的阴影部分。 理论上所构造的uu的频率可不受限制但如uu必须为正弦波，则其最大幅值仅为输入相电压ua幅值的0.5倍??。? Um U m 1 2 b) * 如用图4-28a中第一行和第二行的6个开关共同作用来构造输出线电压uuv ，就可利用图4-29c中6个线电压包络线中所有的阴影部分 当uuv必须为正弦波时，最大幅值就可达到输入线电压幅值的0.866倍。是正弦波输出条件下矩阵式变频电路理论上最大的输出输入电压比 输入 输 出 a b c u v w S 1 1 S 1 2 S 1 3 S 2 1 S 2 2 S 2 3 S 3 1 S 3 2 S 3 3 图4-28 矩阵式变频电路 U 1m U 1m 2 3 c) 图4-29 构造输出电压时可利用的输入电压部分 c) 三相输出构造输出线电压 * 利用对开关S11、S12和S13的控制构造输出电压uu时，为防止输入电源短路，任何时刻只能有一个开关接通。考虑负载一般是阻感负载，负载电流具有电流源性质，为使负载不开路，任一时刻必须有一个开关接通，因此，u相输出电压uu和各相输入电压的关系为 式中s11、s12和s13为一个开关周期内开关S11、S12、S13的导通占空比 (4-25) (4-26) * 用同样的方法控制图4-28a矩阵第2、3行的各开关，可得到类似式（4-25）表达式，将其和写成矩阵形式，即 可缩写为 式中 (4-27) (4-28) * s称为调制矩阵，它是时间函数，s矩阵中各元素确定后，输入电流ia、ib、ic和输出电流iu、iv、iw的关系也就确定了，各相输入电流分别是各相输出电流按照相应的占空比相加而成，即 可缩写为 式中 式(4-27)、(4-29)是矩阵式变频电路的基本输入输出关系式 (4-29) (4-30) (4-27) * 对实际系统来说，输入电压和所需要的输出电流是已知的。设为 式中， Uim、Iom为输入电压和输出电流的幅值； wi、wo为 输入电压和输出电流的角频率； jo 为相应于输出频率的负载阻抗角。 (4-32) (4-31) * 变频电路希望的输出电压和输入电流分别为 式中，Uom、Iim为输出电压和输入电流的幅值； ji 为输入电流滞后于电压的相位角 (4-34) (4-33) * 当期望的输入功率因数为1时，ji =0。把式(4-31)~式(4-34)代入式(4-27)和式(4-29)，可得 如能求得满足式(4-35)和式(4-36)的s，就可得到希望的输出电压和输入电流 (4-35) (4-36) * 矩阵式变频电路能够很好地工作，需解决的问题 如何求取理想的调制矩阵s 开关切换时如何实现既无交叠又无死区 矩阵式变频电路的优点 有十分理想的电气性能，可使输出电压和输入电流均为正弦波，输入功率因数为1，能量可双向流动，可实现四象限运行。 和目前广泛应用的交直交变频电路相比，虽多用了6个开关器件，却省去了直流侧大电容，将使体积减小，且容易实现集成化和功率模块化。 * 1）交流—交流变流电路的分类及其基本概念 2)单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载时的工作原理和电路特性 3)三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理 4)交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念 5)晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和输入输出特性 6)矩阵式交交变频电路的基本概念 7)各种交流—交流变流电路的主要应用 本 章 小 结 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 * * 设负载阻抗角为j ，则输出电流滞后输出电压j 角。 两组变流电路采取无环流工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲。 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 * 工作状态 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 t1~t