2-7-静止变频器(上).pptVIP

两组整流器直接反并联，构成电压源型电路 当正组工作在整流状态时，反组封锁，负载上电压u0为上（＋）下（一）； 当反组处于整流状态而正组封锁时， u0为上（一）下（＋） 两组交替工作就使负载上得到交流电压 　　其输出频率即为两组整流器的交替工作切换频率，不能高于电网频率，通常最高输出频率被限制为电网频率的1/3~1/2 2-7 静止变频器（上) 异步电机变频调速系统由静止变频器、异步电机及控制系统构成。 静止变频器是一种能提供频率及电压同时变化的电力电子电源装置，可分为间接变频器和直接变频器两大类。 间接变频器先将工频交流电源整流成电压大小可控的直流，再经过逆变器变换成可变频率交流，由此也称交一直一交变频器。 　　直接变频器则将工频交流一次性变换成可变频率交流，故可称交一交变频器。 　　目前以间接变频器应用较为广泛。 一、交—直—交变频器 1、结构型式 　　按照电压、频率的控制方 式，交—直—交变频器有三种结构形式： （1）可控整流器调压、逆变器调频方式， 优点：调压与调频功能分别在两个环节上实现 由控制电路协调配合，故结构简单，控制方便。缺点：①由于装置输入环节采用可控整流，当低频低压运行时，移相触发角α 很大，致使输入功率因数低下。②逆变器多用晶闸管型6阶梯波（每周换流6次）逆变器，器件开关频率低，输出谐波成分大。 优点：由于采用二极管整流，使输入功率因数提高。 缺点：输出逆变环节不变，仍有输出谐波成分大的弊病。 (2) 不控整流器整流、斩波器调压、逆变器调频方式 此时除装置输入功率因数高，又因采用高开关频率的逆变器，输出谐波很小。 (3) 不控整流器整流、脉宽调制型(PWM)逆变器同时实现调压调频方式 　从以上结构中看出，交—直 —交变频装置中核心功能部分是逆变器，有晶闸管构成的6阶梯波逆变器和自关断器件构成的PWM逆变器两大类。 2、逆变器晶闸管的换流 　　逆变器实现的是直—交电能变换，6阶梯波逆变器中采用的功率半导体器件，多为晶闸管， 无自关断能力，工作在恒定直流电源下存在关断问题。 　　直流电机可逆调速和异步电机串级调速中采用有源逆变电路，晶闸管可利用电网侧的交流电压进行自然换流。 　　实现换流的条件是整流触发角α＜180° 或逆变触发角β＞0（超前），即负载电流iB必须落后于以eB表示的电网电压。 说明逆变器晶闸管换流需要滞后无功电流。 根据电力电子变流技术，由负载提供换相电压称为负载换相。凡是负载电流的相位超前负载电压的场合，都可以实现负载换相。　　 　　以直流可逆调速的逆变器换相失败为例来进一步说明换流的条件 　　在交流电机变频调速系统中，存在电机的三相反电势，能否利用它们的交流特性实现逆变器晶闸管的自然换流与交流电机的功率因数有关。 　　对于过激状态同步电机来说，电机呈容性， 可以向逆变器提供落后无功电流以满足换流需要，故可直接利用电机反电势换流。 　　对于欠激同步电机和异步电机，由于电机电流落后机端电压，电机不能向逆变器提供落后无 功电流，也就不能利用电机反电势实现自然换流，必须采用电容储能的强迫换流方式。　　 带辅助换流晶闸管的电压源型逆变器电路结构 VT1~VT6为主晶闸管，流过负载电流； VT1′~VT6′为辅助晶闸管，用作换流元件L、C 构成的振荡电路的充放电开关； VD1~VD6为反馈二极管，给振荡电流和负载电流中无功分量提供通道； La1~ Lc1 、 La2~ Lc2为桥臂电感，用来限制电流上升率。　　 换流是在同相的上、下桥臂元件之间进行，即该电路是180°导通型， VT1~VT6每个晶闸管导通180 °， 同相上、下桥臂轮流导通，A 、B、C三相依次滞后120 °导通，任何瞬间有三个晶闸管导通。 VT1′在VT1关断、VT4导通前触发 。 主晶闸管是由触发导通辅助晶闸管实现关断的。 　　以A相桥臂为例，设在VT1导通时，电容C上已被充上了左负右正的电压uc。 　　(一)晶闸管VT1电流减小阶段 　　在t1时刻，触发VT1′，电容C就经VT1 -VT1′-L放电。 　　设负载电流I0在换相期间不变，电容C电流为ic，　则VT1电流为iVT1 = I0 -ic 。随着ic的不断增大， iVT1不断减小，到t2时刻I0 = ic , iVT1 =0。 这一阶段，负载电流由共同提供。 　　（二）VD1导通，VT1反压阶段 从t2时刻起， ic超过I0 ，其超过部分经VD1流向直流电源正端。VD1上的管压降使VT1承受反向电压。当C继续放电至uc =0时， ic达到峰值。此后