电力电子电力电子技术的应用学习教案.pptx

组合变流电路：将AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC四大类基本变流电路中的某几种组合起来，实现一定的新功能。
■间接交流变流电路：先整流+后逆变应用(yìngyòng)：变压变频变流电路（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：先逆变+后整流应用(yìngyòng)：各种开关电源（SwitchingModePowerSupply——SMPS）■直流调速传动系统的缺点
◆受使用环境条件制约。
◆需要定期维护。
◆最高速度和容量受限制。

■交流调速传动系统的优点
◆克服了直流调速传动系统的缺点。
◆交流电动机结构简单，可靠性高。
◆节能。
◆高精度，快速响应。

交流电机的控制技术较为(jiàowéi)复杂，对所需的电力电子变换器要求也较高，所以直到近二十年时间，随着电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统才得到迅速的发展，其应用已在逐步取代传统的直流传动系统。■交直交变频器（VariableVoltageVariableFrequency，简称VVVF电源）是由AC/DC、DC/AC两类基本的变流电路组合形成，又称为间接交流变流电路，最主要的优点是输出频率不再受输入电源频率的制约。

■再生反馈电力的能力
当负载电动机需要频繁、快速制动(zhìdònɡ)时，通常要求具有再生反馈电力的能力。1．电压型间接(jiànjiē)交流变流电路

◆带有泵升电压限制电路的电压型间接交流(jiāoliú)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。◆利用可控变流器实现(shíxiàn)再生反馈的电压型间接交流变流电路
当负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变状态，将电能反馈回电网。◆整流和逆变均为PWM控制的电压型间接交流变流电路
整流和逆变电路均采用PWM控制，能量可双向流动(liúdòng)。输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，且可实现电动机四象限运行。2．电流型间接交流变流电路
◆不能再生反馈(fǎnkuì)电力的电流型间接交流变流电路
整流电路为不可控的二极管整流时，电路不能将负载侧
的能量反馈(fǎnkuì)到电源侧。
◆采用可控整流的电流型间接交流变流电路
为使电路具备再生反馈电力的能力，整流电路采用晶闸管可控整流电路。负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变(nìbiàn)状态，使中间直流电压反极性。◆逆变为PWM控制的电流型间接交流(jiāoliú)变流电路
通过对逆变电路的PWM控制使输出为正弦波◆整流(zhěngliú)和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路
通过对整流(zhěngliú)和逆变电路的PWM控制使输入输出均为正弦波
笼型异步电动机的定子频率控制(kòngzhì)方式：
恒压频比（U/f）控制(kòngzhì)；
转差频率控制(kòngzhì)；
矢量控制(kòngzhì)；
直接转矩控制(kòngzhì)等。
1、恒压频比控制
异步电动机的转速主要由电源频率和极对数决定，改变电源（定子）频率可对电动机进行调速，同时为了不使电动机因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增大，引起功率因数(ɡōnɡlǜyīnshù)和效率的降低，需对变频器的电压和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，即恒压频比控制，以维持气隙磁通为额定值。恒压频比控制电路实例(shílì)2．转差频率控制
☞为转速闭环的控制方式，可提高调速系统的动态性能。

☞从异步电机稳态模型可证明(zhèngmíng)，当稳态气隙磁通恒定时，电磁转矩近似与转差角频率s成正比，因此，控制s就相当于控制转矩，采用转速闭环的转差频率控制，使定子频率1=r+s，则1随实际转速r增加或减小，得到平滑而稳定的调速，保证了较高的调速范围和动态性能。

☞这种方法是基于电机稳态模型的，仍然不能得到理想的动态性能。3．矢量控制
☞异步电动机的数学模型是高阶、非线性、强耦合的多变量系统

☞矢量控制方式基于异步电机的按转子磁链定向的动态数学模型，将定子电
流分解为励磁分量(fènliàng)和与此垂直的转矩分量(fènliàng)，参照直流调速系统的控制方法，分别独立地对两个电流分量(fènliàng)进行控制

☞该方式需要实现转速和磁链的解耦，控制系统较为复杂4．直接转矩控制
☞直接转矩控制方法同样是基于动态模型的，其控制闭环中的内环，直接采用了转矩反馈，并采用砰—砰控制，可以(kěyǐ)得到转矩的快速动态响应。并且控制相对要简单许多。■UPS基本