第4章 交-交变频技术PPT课件

.,1,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。交-交变频器输出的方波如图42所示。图4-1单相输出交-交变频电路的原理框图图4-2输出的方波,.,2,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进行调制，即可得到如图4-3所示的波形。调制方法是，在半个周期内让变流器的控制角按正弦规律从90逐渐减小到0或某个值，然后再逐渐增大到90。图4-3单相输出交-交变频电路输出交流电压波形,.,3,4.1.2感阻性负载时的相控调制,如果把交-交变频电路理想化，忽略变流电路换相时输出电压的脉动分量，就可以把电路等效为图4-4a所示的正弦波交流电源和二极管的串联。其中交流电源表示变流电路可输出交流正弦电压，二极管体现了变流电路只允许电流单方向流过。图4-4a理想化交-交变频电路,.,4,4.1.2感阻性负载时的相控调制,图4-4b给出了一个周期内负载电压、电流波形及正负两组变流电路的电压、电流波形。图4-4b整流与逆变状态波形,.,5,图4-5单相输出交-交变频电路输出电压和电流的波形图,负组逆变,正组整流,正组逆变,负组整流,.,6,4.1.3输入输出特性,1输出上限频率就常用的6脉波三相桥式电路而言，一般认为，输出上限频率不高于电网频率的1/31/2。电网为50Hz时，交-交变频电路的输出上限频率约为20Hz。2.输入功率因数交-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。从图4-3可以看出，在输出电压的一个周期内，角是以90为中心而前后变化的。输出电压比越小，半周期内的平均值越靠近90，位移因数越低。另外，负载的功率因数越低，输入功率因数也越低。,.,7,交-交变频器的特点,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1/31/2，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。,.,8,4.2三相输出交-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图4-6公共交流母线进线方式的三相交-交变频电路简图,.,9,4.2.2输出星形联结方式,图4-7输出星形联结方式的三相交-交变频电路原理图,.,10,4.3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4-8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、；提供反向电流的是共阳极组、。为了限制环流，采用了限环流电感L。图4-8三相零式交-交变频电路,.,11,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时，例如，90，得正组的输出电压波形如图4-9所示。图4-9输出电压为矩形波的波形,.,12,4.3.2换相与换组过程,图4-10所示为组和组的输出电压波形，组输出电压片段uc，组输出电压片段uy。图4-10电流连续时组触发得到的电压波形,.,13,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