交交变频电路

1、2020/6/24、小联络统一、1/35、正交逆变器电路、单交逆变器三交逆变器、2020/6/24、小联络统一、2/35、单交逆变器频率变换器(Cycloconvertor )也被称为将电网频率的交流变换为可变频率的交流的逆变器电路，直接属于逆变器电路。 广泛应用于大功率交流电动机调速传动系统中，实际应用的主要是三相输出交流逆变电路。2020/6/24、仙教university、3/35、电路结构和基本工作原理、单交叉逆变器电路的电路图和输出电压波形、电路结构由p组和n组反并联晶闸管变流器构成，与直流电机的可逆调速用的四象限变流器完全相同。 变流器p和n都是相控整流电路。单交流逆变器、2020

2、/6/24、先进通用、4/35、工作原理p组动作时，负载电流io为正。 如果n组正在运行，则io为负。 两组变流器以一定的频率交替工作，负载获得该频率的交流电力。 通过改变两组变流器的切换频率，能够改变输出频率wo。 通过改变逆变器电路的控制角a，可以改变交流输出电压的振幅。 可以按照一定的规则对a角进行调制，以使单交叉逆变器电路的电路图和输出电压波形、单交叉逆变器、2020/6/24、仙教通用、5/35、uo波形接近正弦波。 在半周期中，如果p组的a角按正弦规则从90减少到0或某个值，并进一步增加到90，那么在每个控制间隔内的平均输出电压按正弦规则从零增加到最高，并减少到零。 剩下的半周期可

3、以对n组进行同样的控制。 uo是多段电源电压连接而成的，uo的一个周期内包含的电源电压的级数越多，其波形越接近正弦波。 以单交交流逆变器、2020/6/24、仙教通用、6/35、整流和逆变器的动作状态、理想的交流逆变器电路的整流和逆变器的动作状态、阻抗负载为例，也能够适用于交流电动机的负载。 如果把交流逆变器电路理想化，忽略逆变器电路逆变器时uo的波动成分，电路就等于图所示的正弦波交流电源和二极管的串联。 如果设单交叉交流逆变器、2020/6/24、仙教通用、7/35、负载阻抗角为j，则输出电流使输出电压j角延迟。 两组变流器采用无环流工作方式。 也就是说，在一组变流电路正在工作时，封锁另一组

4、变流电路的触发脉冲。 理想化的交流逆变器电路的整流和逆变器工作状态、单交叉逆变器、2020/6/24、新jionjiotonguniversity、8/35、工作状态、图4-19理想化的交流逆变器电路的整流和逆变器工作状态、理想化的交流逆变器电路的整流和t1 t2: uo和io均为正，正组整流，输出为正。 t2 t3 : uo反转，io为正，正组反相器，输出为负。 单交变频器，2020/6/24，先进通用，9/35，t3 t5期间： io负半周，反组功能，正组被阻止。 t3 t4 :uo和io均为负，反组整流，输出为正。 t4 t5 : uo为反向，io为负，反组反相器，输出为负。 理想的交流

5、逆变器电路的整流和逆变器工作状态，总结：哪个工作组由io方向决定，与uo极性无关。 工作是整流还是逆变器取决于uo方向和io方向是否相同。 单交交流变换器、2020/6/24、仙教通用、10/35、uo和io的相位差小于90时，一个周期内电力网向负载供给的能量的平均值为正，电动机在电动状态下动作。 当两者的相位差大于90时，1个周期内电网向负载供给的能量平均值为负，电网吸收能量，电动机成为发电状态。 考虑到无环流工作方式下的io过零的死区时间，一个周期分为六段。、单交叉逆变器电路输出电压和电流波形、第一级io 0、反组逆变器、第二级电流过零、无环流死区、第三级io 0、uo 0、正组整流、第四

6、级io 0、uo 0、正组逆变器、第五级无环流死区、第六级io 0、uo 0、反组整流、单交叉逆变器介绍24 Xian Jiaotong University，11/35，输出正弦波电压的调制方法，最基本和广泛使用的馀弦交点法。 在Ud0为a=0时的整流电路的理想的无负载电压中，a角根据各个控制而不同，表示每个控制间隔的uo的平均值。馀弦交点法原理、单交逆变器、2020/6/24、小联合输出电压，设所希望的正弦波输出电压为g，则为馀弦交点法的原理、单交逆变器、2020/6/24、小联合输出电压馀弦交点法的原理馀弦交点法基本式馀弦交点法图解线电压uab、uac、ubc、uba、uca、ucb依次

7、用u1 u6表示。 相邻的两条线间电压的交点对应于a=0。 与单交流逆变器、2020/6/24、先进通用、14/35、u1u6对应的同步信号分别从us1us6对应的u1u6前进30，us1us6的最大值对应的线在a=0成为零的时刻，us1us6成为馀弦信号。 当想要使输出电压为uo时，各晶闸管的触发定时由对应的同步电压us1us6的下降级和uo的交点决定。馀弦交点法的原理、单交变换器、2020/6/24、先进通用、15/35、不同g的情况下，在uo一个周期内a根据w ot而变化时。 图中，g小，即输出电压低时，a只在接近90的范围内变化，电路的输入功率因数非常低。不同的g时a与wot的关系、单

8、交叉交流逆变器、2020/6/24、仙教通用、16/35、输入输出特性、(1)输出上限频率输出频率变高时，输出电压的一个周期中包含的电网的电压级数减少，波形失真变得严重。 电压波形的失真和由此引起的电流波形的失真和扭矩脉动是限制输出频率提高的主要原因。 关于输出波形的失真与输出上限频率的关系，很难确定明确的边界。 在采用6脉波三相桥电路的情况下，输出上限频率在电网频率的1/31/2以下。 当电力网的频率为50Hz时，正交变换电路的输出上限频率约为20Hz。单交逆变器、2020/6/24、仙郊通用、17/35、单交逆变器电路的功率因数、输入功率因数、相位控制方式、输入电流相位比输入电压慢，需要向

9、电网供给无效电力。 在一个周期内，a角以90为中心变化。 输出电压比g越小，半周期内a的平均值越接近90。 负载功率因数越低，输入位移率也越低。 不管负载功率因数是延迟还是超前，输入的无效电流总是延迟。 单相交流逆变器，2020/6/24，仙教通用，18/35，输出电压的谐波输出电压的谐波频谱非常复杂，电网频率fi与变流器电路的脉搏频率有关，与输出频率fo有关。 在三相桥的情况下，输出电压中包含的主要高次谐波的频率为6fifo、6fi3fo、6fi5fo、12fifo、12fi3fo、无环流控制方式的情况下，由于电流方向变化时的死区的影响，5fo、7fo等高次谐波增加。 单相交流逆变器，202

10、0/6/24，仙教通用，19/35，输入电流谐波输入电流波形与控制整流电路的输入波形类似，但振幅和相位按正弦规律调制。 采用三相桥电路的交流逆变器电路在电流高次谐波频率和公式中，k=1、2、3、l=0、1、2、。 单交叉逆变器、2020/6/24、先进通用、20/35、三交叉逆变器电路由输出电压相位之差120的单交叉逆变器电路构成。 交流变频电路主要应用于大功率交流电机的调速系统，使用三交叉变频电路。、2020/6/24、仙教university、21/35、公共交流母线输入线方式、公共交流母线输入线三交叉逆变器电路(示意图)由相互独立的、输出电压相位相互错开120的三组单交叉逆变器电路构成。

11、 电源输入线通过输入线电抗器与共同的交流母线连接。 电源的入线侧是共通的，所以3组输出侧必须隔离。 因此，必须分解交流电动机的三个线圈。 主要用于中等程度。 容量的交流调速系统。三交叉逆变器电路，2020/6/24，仙教university，22/35，输出星形连接方式也是星形连接电动机的中点和逆变器的中点不连接，电动机只需引出三条线，三组输出端为星形连接，电动机的三个线圈也为星形连接电动机的中点与逆变器的中点不连接，电动机只要引出三条线即可。 三交叉交流逆变器电路、2020/6/24、仙教通用、23/35、三组输出连接，因此其电源供给线必须隔离，分别用三个变压器供电。 由于输出端的中点不连接

12、在负载的中点上，因此在构成三相逆变电路的6组桥电路中，至少输出相不同的两组桥中的4个晶闸管必须同时导通来构成电路并形成电流。 和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管都保证在双触发时同时接通。 两组桥之间用各自的触发脉冲有足够的宽度，保证同时导通。 三交交交流电路，2020/6/24，先锋通用，24/35，输入功率因数的改善和输出电压的提高，基本的想法是，各相输出的是相电压，施加在负载上的是线电压。 即使在各相的电压上重叠相同的直流成分或输出频率的3倍的高次谐波成分，它们也不反映在在线电压上，所以也不施加给负载。 利用该特性，可以改善输入功率因数，提高输出电压。 直流偏置负载电机低速运行时，逆变

13、器的输出电压低，各组桥电路的a角都在90附近，因此输入功率因数低。 当在各相的输出电压上叠加相同的直流成分时，控制角a减少，但逆变器输出线电压不变化。 三交叉交流逆变器电路，2020/6/24，仙教通用，25/35，交流偏置梯形波输出控制方式。 三组单相逆变器的输出都为梯形波(也称为准梯形波)，主要的高次谐波成分为三次高次谐波。 线间电压抵消了三次高次谐波，线间电压保持正弦波不变。 桥接电路在高输出电压区域(梯形波的顶部区域)长时间工作，a角小，所以输入功率因数提高15%左右。 在正弦波输出控制方式中，最大输出正弦波相电压的振幅为Ud0。 相同振幅值时，梯形波中的基波的振幅值提高15%左右。

14、值好，梯形波控制方式的理想输出电压波形，三交交交流频率变换电路，2020/6/24，仙教通用，26/35，交频率变换和交正交频率变换的比较间接频率变换电路，首先把交流变换为直流，接着把直流变换为可变频率的交流交流逆变电路的优点：交流逆变电路的缺点：布线复杂，采用三相桥电路的三相交流逆变器至少要使用36个晶闸管。 受电网频率和变流器电路的脉搏频率限制，输出频率低。 输入功率因数低。 输入电流的高次谐波含量多，频谱复杂。 能够容易地实现效率高(一次变流)四象限动作的低频输出波形接近正弦波，适用于三交叉交流逆变器电路、2020/6/24、先进通用、27/35，主要是500kW或1000kW以上的大功

15、率、低转速的交流调速电路目前应用于轧机主传动装置、风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等。 异步电机和同步电机都可以使用。 三交叉交流逆变器电路，2020/6/24，仙教通用，28/35，矩阵逆变器，轮廓：近年来出现的新的逆变器电路。 直接变频器电路，采用的开关元件为全控制型。 控制方式是斩波控制。拓扑：三相输入电压为ua，ub和uc的三相输出电压为uu，uv和uw，矩阵逆变器，2020/6/24，先进通用，29/35，9，9个开关设备将33个矩阵图中的各开关是矩阵中的一个要素，采用双向控制开关，提供了应用多的开关单元。矩阵逆变器、矩阵逆变器、2020/6/24、先进通用、30/35，优点输出电压为正弦波。 输出频率不限于电网的频率。 输入电流也可以用正弦波与电压同相控制。 功率因数为1，也可以控制在必要的功率因数。 能量可以双向流动，适合交流电动机的四象限运转。 不通过中间直流链路实现直接频率变换，效率高。矩阵反相器、2020/6/24、县联通用、31/35、矩阵反相器电路的基本工作原理，单相输入对单相交流电压us进行