第八章_组合变流电路.ppt

2020 1 30 1 电力电子技术 电子教案 第8章组合变流电路 2 第8章组合变流电路 引言8 1间接交流变流电路8 1 1间接交流变流电路原理8 1 2交直交变频器8 1 3恒压恒频 CVCF 电源8 2间接直流变流电路8 2 1正激电路8 2 2反激电路8 2 3半桥电路8 2 4全桥电路8 2 5推挽电路8 2 6全波整流和全桥整流8 2 7开关电源本章小结 3 组合变流电路 是将AC DC DC DC AC AC和DC AC四大类基本变流电路中的某几种基本的变流电路组合起来 以实现一定的新功能 间接交流变流电路 先将交流整流为直流 再逆变为交流 是先整流后逆变的组合 应用 交直交变频电路 VariableVoltageVariableFrequency VVVF 主要用作变频器 恒压恒频变流电路 ConstantVoltageConstantFrequency CVCF 主要用作不间断电源 UninterruptablePowerSupply UPS 间接直流变流电路 先将直流逆变为交流 再整流为直流电 是先逆变后整流的组合 应用 各种开关电源 SwitchingModePowerSupply SMPS 引言 4 8 1间接交流变流电路 间接交流变流电路主要按电压型 电流型进行分类 间接交流变流电路 其逆变部分多采用PWM控制 8 1 1间接交流变流电路原理1 电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路在负载能量反馈到中间直流电路时 将导致电容电压升高 称为泵升电压 如果能量无法反馈回交流电源 泵升电压会危及整个电路的安全 图8 1不能再生反馈的电压型间接交流变流电路 5 8 1 1间接交流变流电路原理 为使电路具备再生反馈电力的能力 可采用 带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路当泵升电压超过一定数值时 使V0导通 把从负载反馈的能量消耗在R0上交流电机变频调速器常采用此种电路 图8 2带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路 6 8 1 3恒压恒频 CVCF 电源 CVCF电源主要用作不间断电源 UPS UPS广泛应用于各种对交流供电可靠性和供电质量要求高的场合 UPS基本工作原理是 市电正常时 由市电供电 市电经整流器整流为直流 再逆变为50Hz恒频恒压的交流电向负载供电 同时 整流器输出给蓄电池充电 保证蓄电池的电量充足 此时负载可得到的高质量的交流电压 具有稳压 稳频性能 也称为稳压稳频电源 图8 10UPS基本结构原理图 7 8 2间接直流变流电路 间接直流变流电路 先将直流逆变为交流 再整流为直流电 也称为直 交 直电路 图8 15间接直流变流电路的结构采用这种结构的变换原因 输出端与输入端需要隔离 某些应用中需要相互隔离的多路输出 输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1 交流环节采用较高的工作频率 可以减小变压器和滤波电感 滤波电容的体积和重量 工作频率高于20kHz这一人耳的听觉极限 可避免变压器和电感产生噪音 8 8 2 4全桥电路 图8 23全桥电路原理图 图8 24全桥电路的理想化波形 9 8 2 7开关电源 如果间接直流变流电路输入端的直流电源是由交流电网整流得来 所构成的交 直 交 直电路 通常被称为开关电源 由于开关电源采用了工作频率较高的交流环节 变压器和滤波器都大大减小 体积和重量都远小于相控整流电源 此外 工作频率的提高还有利于控制性能的提高 10 本章小结 本章要点如下 1 间接交流变流电路可分为电压型和电流型 2 交直交变频器与交流电机构成变频调速系统 了解恒压频比控制方法 并了解转差频率控制 矢量控制 直接转矩控制等其他控制方法 3 CVCF变流电路主要用于UPS 了解其基本构成方式 特点及主电路结构 4 间接直流变换电路中的能量转换过程为直流 交流 直流 交流环节含有变压器 11 本章小结 5 常见的间接直流变换电路可以分为单端和双端电路两大类 单端电路包括正激和反激两类 双端电路包括全桥 半桥和推挽三类 每一类电路都可能有多种不同的拓扑形式或控制方法 本章仅介绍了其中最具代表性的拓扑形式和控制方法 12 图8 1不能再生反馈的电压型间接交流变流电路 返回 13 图8 2带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路 返回 14 图8 3利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流变流电路 返回 15 图8 4整流和逆变均为PWM控制的电压型间接交流变流电路 返回 16 图8 5不能再生反馈电力的电流型间接交流变流电路 返回 17 图8 6采用可控整流的电流型间接交流变流电路 返回 18 图8 7电流型交 直 交PWM变频电路 返回 19 图8 8整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 返回 20 图8 9采用恒压频比控制的变频调速系统框图 返回 21 图8 10UPS基本结构原理图 返回 22 图8 11用柴油发电机作为后备电源的UPS 返回 23 图8 12具有旁路电源系统的UPS 返回 24 图8 13小容量UPS主电路 返回 25 图8 14大功率UPS主电路 返回 26 图8 15间接直流变流电路的结构 返回 27 图8 16正激电路的原理图 返回 28 图8 17正激电路的理想化波形 返回 29 图8 18磁心复位过程 返回 30 图8 19反激电路原理图 返回 31 图8 20反激电路的理想化波形 返回 32 图8 21半桥电路原理图 返回 33 图8 22半桥电路的理想化波形 返回 34 图8 23全桥电路原理图 返回 35 图8 24