AC AC变换电路解读.pptVIP

* 利用单相输入 对单相交流电压us进行斩波控制，即进行PWM控制时，输出电压uo为 (6-20) 式中，Tc——开关周期；ton—— 一个开关周期内开关导通时间；s ——占空比 不同的开关周期中采用不同的s，可得到与us频率和波形都不同的uo 由于单相交流us波形为正弦波，可利用的输入电压部分只有如图6-22a所示的单相电压阴影部分，因此uo将受到很大的局限，无法得到所需输出波形。 二、矩阵变换器的工作原理 . * 利用三相相电压 把输入改为三相，就可利用图6-22b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??? 利用三相线电压 用图6-21a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 . * 可利用图6-22c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 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 图6-22 构造输出电压时可利用的输入电压部分 单相输入 b) 三相输入构造输出相电压 c) 三相输出构造输出线电压 . * 以相电压输出方式为例分析矩阵式交交变频电路的控制 利用对开关S11、 S12和S13的控制构造输出电压uu 为防止输入电源短路，任何时刻只能有一个开关接通 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 u相输出电压uu和各相输入电压的关系为 (4-25) 式中s11、s12和s13——一个开关周期内开关S11、 S12、S13的导通占空比 (4-26) . * 对于三相有 (6-27) 可缩写为 uo=s ui 式中uo ,ui , s s称为调制矩阵，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 (6-28) 式中，ii io 是矩阵式变频电路的基本输入输出关系式 . * 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—— 输入电压和输出电流的幅值； wi、wo—— 输入电压和输出电流的角频率； jo ——相应于输出频率的负载阻抗角。 . * 变频电路希望的输出电压和输入电流分别为 式中 Uom、Iim——输出电压和输入电流的幅值； ji ——输入电流滞后于电压的相位角 . * 当期望的输入功率因数为1时，ji =0。可得 如能求得满足上式的s，就可得到希望的输出电压和输入电流 s sT . * 要使矩阵式变频电路能够很好地工作，需解决的两个基本问题 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 现状 尚未进入实用化，主要原因： 所用的开关器件为18个，电路结构较复杂，成本较高，控制方法还不算成熟 输出输入最大电压比只有0.866，用于交流电机调速时输出电压偏低 . * 十分突出的优点： 有十分理想的电气性能 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。 在器件制造技术飞速进步和计算机技术日新月异的今天，矩阵式变频电路将有很好的发展前景 . * 第六节 单相交流调压电路的仿真 交流调压线路有采用晶闸管器件的相位控制和采用全控元件的PWM控制两种方式，这里主要介绍晶闸管控制的交流调压电路。 PWM控制的交流调压仿真在前节介绍的直流-直流变流仿真基础上很容易实现。 . * 由晶闸管控制的单相交流调压电路如图6-23所示。反并联连接的晶闸管VT1和VT2组成了交流双向开关，在交流输入电压的正半周，VT1导通，在交流输入电压的负半周，VT2导通，控制晶闸管的导通时刻，可以调节负载两端的电压。 单相交流电压电路的仿真模型如图6-24所示。模型由交流电源、反并联晶闸