交流变频调速系统.ppt

第五章交流变频调速系统由电机学知1、基频以下的变频控制方式下图是异步电机变频调速控制特性。在基频以下，属于“恒转矩调速”；而在基频以上，基本属于“恒功率调速”。当Eg/ω1为恒值时，Temax恒定不变，随着频率的降低，恒Eg/ω1控制的机械特性是一组形状与恒压恒频机械特性相同，且平行下移的特性。见右图所示。因Eg是电机内部参数，恒Eg/ω1控制难以实现，工程上常用恒压频比控制（U1/ω1=恒值）。其机械特性见下图所示。3.基频以上变频调速时的机械特性
第二节变频调速系统中的无源逆变电路交-直-交变频器的主要构成环节如图（a）所示。它先把交流电转换为直流电，经中间直流环节后再把直流电逆变成变频变压的交流电，又称为间接变频器。按不同的控制方式，间接变频器有图5-7中b、c、d三种情况。图5-7间接变压变频装置的不同结构形式交-交变频器的主要构成环节如图5-8所示。交-交变频器没有明显的中间滤波环节，交流电被直接变成频率和电压可调的交流电，故又称为直接变频器。主电路如图5-9（a）所示，图中负载由正组与反组晶闸管整流电路轮流供电，α角不变时，输出为矩形交流电压，如图5-9（b）所示。改变正反组切换频率可以调节输出交流电的频率，而改变α的大小即可调节矩形波的幅度。2、正弦波交-交变频器
正弦波型交-交变频器的主电路与方波型的主电路相同，但可以输出平均值按正弦规律变化的电压。（1）输出正弦波形的获得方法
常用的方法是余弦交点法，该方法的原则是：触发角的变化和切换应使得整流输出电压的瞬时值与理想正弦电压的瞬时值误差最小。
正弦波型交-交变频器适合于低频大功率的电气传动系统，最高输出频率是输入频率的1/3或1/2。
（2）输出电压有效值和频率的调节
交-交变频电路的输出电压是由若干段电源电压拼接而成的。在输出电压的一个周期内，所包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。
使控制角从，改变α0，就改变了输出电压的峰值，也就改变了输出电压的有效值；改变α变化的速率，也就改变了输出电压的频率。（二）三相----单相交-交变频电路
将两组三相可逆整流器反并联即可构成单相变频电路。

（三）三相交-交变频电路（1）公共交流母线进线方式
它由三组彼此独立、输出电压相位互差120度的单相交-交变频电路组成，其电源进线通过电抗器接在公共的交流母线上。由于电源进线端公用，所以三组单相变频电路的输出端必须隔离。为此，交流电机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。（2）输出星形连接方式
由于变频器输出端中点不和负载中点相连接，所以在构成三相变频器的六组桥式电路中，至少要有不同相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。2、具体电路结构三相桥式整流器组成的三相-三相交-交变频电路，给电动机负载供电，采用输出星形联结方式（负载未画出）四、交-直-交变频电路
（一）交-直-交电压源型、电流源型变频器及其比较
根据交-直-交变频器的中间滤波环节是采用电容性元件或是电感性元件，可将其分为电压源型变频器和电流源型变频器。2、电流源型变频器
采用大电感滤波，输出直流电流恒定，类似于恒流源。这类变频装置叫电流源型变频器，见图（b）所示。由电流型变频器构成的调速系统易实现回馈制动。图5-19绘出了变频调速系统的电动和回馈制动两种运行状态。②回馈制动状态如图5-19b示。降低变频器的输出频率，使转速降低，同时使整流器UR的α>90°，则整流电压Ud立即反向，而电流Id方向不变。于是，逆变器CSI变成整流器，而整流器UR转入有源逆变状态，电能由电机回馈给交流电网。1、主电路组成5）相电压和线电压的关系为（三）120°导电型的交-直-交电流型变频器与180°导电型类似，120°导电型导电规律如下：2）在2个导通元件中，每个元件所对应相的相电流为Id。而不导通元件所对应相的电流为0。第三节、晶闸管变频调速系统绝对值运算器是把给定积分器送来的输入信号（正值或负值）均转换为正值。其输入输出关系为电压-频率（U/F）变换器就是用来将电压给定信号转换成脉冲信号的装置，输入电压越高，脉冲频率越高；输入电压越低，则脉冲频率越低。输入输出信号关系如图5-31所示。4、环形分配器
环形分配器又称6分频器，它将U/F变换器送来的压控振荡脉冲，每6个为一组分6路输出，依次送给逆变桥的6个晶闸管元件。其输入输出信号波形如图5-32（a）、（b）所示。5、脉冲功率放大与脉冲输出级（a）功放与输出级功能原理图
（b）功放器的输出波形
图5-33脉冲功放与输出级的
功能原理图及输出波形（2）脉冲输出级的作用：
①将脉冲功率放大器送来的宽脉冲调制成触发晶闸管所需的脉冲列（用方波发生器产生的脉冲进行脉冲列调制）；
②用脉冲变压器隔离输出级与晶闸管的门极。脉冲输出级的输出波形见下图。6、函