配套课件 电力电子--耿淬.ppt

120°导电型逆变器导通规律总结如下： (l）每个脉冲触发间隔60°有两个晶闸管导通，它们分别属于逆变桥的共阴极组和共阳极组。 (2）在两个导通元件中，每个元件所对应相的相电流大小为Id，不导通元件所对应相的电流大小为0。 (3）共阳极组中元件所通过的相电流为正，共阴极组元件所通过的相电流为负。 (4）每个脉冲触发间隔60°内的相电流之和为0。 图6-19 120°导电型三相电流型逆变器的输出电流波形 2.3了解交-交变频电路 2.3.1单相输出交-交变频器的工作原理 1.工作原理 路由具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组称为正组整流器P，另外一组称为反组整流器N。如果P组整流器工作，N组整流器被封锁，负载端输出电压为上正示负；如果N组整流器工作，P组整流器被封锁，则负载端得到的输出电压为上负下正。这样，只要两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电，如果改变两组变流器的切换频率，就可以改变输出频率?0；如果改变变流电路工作时的控制角?，就可以改变交流输出电压的幅值。 图6-20 单相桥式交-交变频电路 输出电压uo由若干段电源电压拼接而成，在uo的一个周期内，包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。 图6-21 单相交-交变频电路的输出电压波形图（控制角变化） 2.3.2三相输出交-交变频器 1.三相输出交-交变频器主电路 交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。三相输出交-交变频器由三套输出电压彼此相差120°电角度的单相输出交-交变频器组成。 图6-22公共交流母线的三相输出交-交变频器 图6-23输出Y形连接的三相交-交变频器 4.交-交变频的特点 交-交变频器属于直接变换，没有中间环节，所以效率比较高。交交变频电路接线较复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂；输入功率因数较低，特别在低速运行时更低，因此需要进行适当补偿。 2.4了解正弦波脉宽调制（SPWM）变频器 1.电压正弦脉宽调制原理 电压SPWM技术就是希望逆变器的输出电压是正弦波形，它是通过调节脉冲宽度来调节平均电压的大小。 电压正弦脉宽调制法的基本思想是是把一个正弦半波分作n等分，在图6-25（a）中n=12，然后把每一等分正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与之面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合。这样，由n个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波的半周波形等效，称作SPEW。同样，正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲等效。这种正弦波正、负半周分别用等幅不等宽的正、负矩形脉冲等效的SPWM波形称作单极式SPWM。 图6-25与正弦波等效的等幅不等宽的 矩形脉冲波形 在SPWM中常用等腰三角波当作载波。当调制波与载波相交时（如图6-26所示)，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻。具体的做法是，当U相的调制波电压ur高于载波电压uc时，使相应的开关器件VT1导通，输出正的脉冲电压，如图6-26(b)所示；当ur低于uc时使VT1关断，输出电压为零。在ur的负半周中，可用类似的方法控制下桥臂的VT4，输出负的脉冲电压序列。 图6-26 单极式脉宽调制波的形成 2.SPWM逆变器的同步调制和异步调制 SPWM逆变器有一个重要参数为载波比N, 载波比被定义为载波频率ft与调制波频率fr之比，用N表示，即： 视载波比的变化与否，有同步调制与异步调制之分。 l）同步调制在改变fr的同时成正比地改变ft，使载波比N为常数，这就是同步调制方式，采用同步调制的优点是可以保证输出电压半波内的矩形脉冲数是固定不变的。但是，当输出频率很低时，由于相邻两脉冲间的间距增大，谐波会显著增加。 2）异步调制采用异步调制方式是为了消除上述同步调制的缺点。在异步调制中，在变频器的整个变频范围内，载波比N不等于常数。一般在改变调制波频率fr时保持三角载波频率ft不变，因而提高了低频时的载波比。这样，输出电压半波内的矩形脉冲数可随输出频率的降低而增加，相应地可减少负载电机的转矩脉动与噪声，改善了系统的低频工作性能。 3）分段同步调制将同步调制和异步调制结合起来，成为分段同步调制方式，实用的SPWM变频器多采用此方式。即在一定频率范围内采用同步调制，以保持输出波形对称的优点，当频率降低较多时，如果仍保持载波比N不变的同步调制，输出电压谐波将会增大。为了避免这个缺点，可使载波比N分段有级地加大，以采纳异步调制的长处，这就是分段同步调制方式。 3.SPWM的实现方法 SPWM的控制就是根据三角载波与正弦调制波比较后的交点来确定逆变器功率器件的开关时