1、变频电路,1,基本概念,一、分类交直交和交交 二、工作原理1.交直交变频器（无源逆变器),VT1、VT4和VT2、VT3轮流切换导通，uR为交变电压,基本概念,2. 交交变频器,正、反组轮流导通，得交变电压uR， 幅值：改变角；频率：正反组切换率。,基本概念,3、 变频器的换流方式换流概念；直流供电时，如使已通元件关断 （1）、电网换流利用电网电压换流，只适合交交变频器 （2）、负载谐振式换流利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载电流超前于电压时间大于tq，即能实现换流，分串，并联。,VT2、VT3通后，经VT2、VT3反向加在VT1、VT4上,基本概念,VT1导通，C充电左（
2、）右（+），为换流做准备；VT2导通，C上电压反向加至VT1，换流，C反向充电。 （4）、采用自关断器件,（3）、强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流,负载谐振式逆变器,1.并联谐振式逆变器 2.串联谐振式逆变器,强迫换流式逆变器,属180导电型，次序VT1- VT2- VT3- VT4- VT5- VT6- VT1.任一瞬间都有三个晶闸管导通，三相电流同时流通。,串联电感式电压型逆变器,强迫换流式逆变器,导通情况,强迫换流式逆变器,(1) VT1稳定导通 0-t1IT1=iA A点与P点同电位UC1=0 UC4=Ud，极性上(十)下(一)X、Y、A点的电位均为Ud (2) 换流阶段 t1=
3、t2 在tl时刻触通VT4， C4经过VT4和 L4放电，UC4上的电压不能突变，L4 两端出现上(十)下(一)的电压Ud,工作原理,强迫换流式逆变器,L1两端也要感应上(十)下(一)的电压Ud 即X点相对N点的电位由Ud升至2Ud,VT1受反压UdiT1: IA降至0，VT1关断；iT4: 0升至IA 在C4放电、C1充电过程中，应满足uC1+uC2=Ud， 当uc4=ucl=1/2Ud时，L4和L1上的电压也均1/2Ud， 故X点电位为Ud，则VTl反压=0。从t到此刻的时间即为VTl承受反压时间t结束时，uC4=0， X点、Y点和A点电位也都为零，ucl=Ud,强迫换流式逆变器,(3)环
4、流阶段 t2-t3t=t2时，iT4=Im,随后小iT4下降，在L4两端产生上(一)下(十)的感应 电势,使VD4受正向电压而导通。在此期间VD4上通过两个电流 (a)沿VD4、L4、VT4形成的环流，使L4中的能量消耗在放电回路 电阻上；(b)沿VD4、A相负载、电源回路的电流，将负载电感中的能量反 馈到直流电源，iD4=IA+iT4,强迫换流式逆变器,(4)反馈阶段 t3-t4t=t3时，环流衰减至零，VT4关断，而感性负载电流iA仍经VD4 流通，将负载电感的能量反馈至电源，当负载电流入下降至零， 整个换流过程即告结束。(5)负载电流反向阶段 t=t4，IA=0由于触发脉冲宽度大于90电
5、角度,VT4再次触发导,IA反向,强迫换流式逆变器,输出电压波形0-60:,uA0 = uB0 = Ud,强迫换流式逆变器,60-120:,uB0 =,= - 2/3 Ud,uA0 = uC0 =,= -1/3 Ud,强迫换流式逆变器,uAB = uA0 - uB0uBC = uB0 - uC0uCA = uC0 uA0,逆变器的多重化技术,改善方波逆变的输出波形：中小容量：大容量：多重化技术思路：用阶梯波逼近正弦波 一、直接输出多重化逆变器两个基本型电流型逆变器并联，相位相差30,逆变器的多重化技术,特点：直接并联，结构简单，适用于低压电流各逆变器功率因数不同，功率不同，提供转矩不同，各整流
6、桥 须独立控制，整流变压器次级绕组应相互隔离。,逆变器的多重化技术,特点：各逆变器输出功率因数，输出功率相同，各整流桥使用同一控制器。加变压器可适合高压电机,二、变压器输出多重化逆变器,逆变器的多重化技术,三、谐波分析，比较,PWM逆变器,PWM逆变器,一、 基本原理1、 单脉冲调制,将VT1VT2和VT4VT3切换时间错开， 变化=脉宽也变化，=180 ，uAB为,PWM逆变器,uC三角载波信号电压 uT控制参考信号电压 u 调制脉冲信号，脉宽取决于uT uC区间大小,2、多脉冲调制,PWM逆变器,二、正弦波脉宽调制方法1、 原理：选择正弦波电压作为参考控制信号电压在半周内区间大小不一，故调
7、制波宽度也不同，符合正弦变化规律。,PWM逆变器,2、脉宽调制方法 (1)单极性调制 半周期脉冲数为N，Um为等幅脉冲波幅值，设与正弦波幅值相等,i 半周内第i个分段的起始点,脉宽,PWM逆变器,(2)双极性调制,k 半周内第k个脉冲的中点距正弦波过零点的角度,PWM逆变器,(3)同步调制和异步调制 (a)同步调制三角波频率fC与正弦波频率fT（相当于逆变器输出频率）同步： fC / fT =Const. 特点：正负半周对称，无偶次谐波低频时：高次谐波 ，脉冲转矩、附加损耗、噪声 高频时：三角波频率，元件开关次数，开关损耗,PWM逆变器,(b)异步调制fC/ fT=变数通常使三角波频率恒定特点
8、：正负半周不对称，出现偶次谐波；输出电压半周内脉冲次数与输出频率成反比,(c)分级调制,取同步，异步调制之长处,交交变频电路,一、 工作原理正组整流，反组封锁，u上(+)下(-)反组整流，正组封锁，u上(-)下(+)可得交变电压f1为切换频率经晶闸管整流后得到，故不能高于电网频率，最高频率为电网频率的1/31/2,一次变换，可采用电网换流,交交变频电路,三相交交变频器半波整流：18个元件桥式整流：36个元件,交交变频电路,一、 正弦波交交变频器方波：,正弦波：,半个周期内，导通组控制角不是固定值。,近似正弦波,一、逆变器输出谐波的抑制1.多重化谐波抑制2.SPWM波形调制抑制,二、谐波抑制对策 1.增加整流相数 2.波形叠加多重化技术,多组串联技术 3.LC无源滤波 4.静止无功补偿 5.电力有源滤波,
