交流调压电路和交交变频电路北京交通大学电气工程学院.ppt
May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-1,第四章 交流调压电路和交交变频电路,娩蝗滨蒸凉砰歹胳置塑摇敛迈谁惯州吕兰浊痴洲冕裹捎擒成棋蜗华窄胳申交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-2,要 求 及 重 点,掌握交流调压器的基本类型、用途和电路，简要分析单、三相交流调压电路，理解和掌握交流斩波调压的原理与基本性能。掌握交交变频电路的原理及电路，分析其优缺点，掌握三相交交变频电路的有环流和无环流运行。重点：交流调压电路和交交变频电路的原理及电路。,祸奸明醒画食蔫招函期怯冲泅棒铭桨般坷黍鞭姓渡舱紫妒应梗疯沿纷曾笨交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-3,4.1 交流调压器的类型、用途和电路,交流调压器的调压方式：通断控制相位控制斩波控制交流调压的应用：调温的工频加热和感应加热灯光调节泵及风机的感应电动机调速变压器的初级调压,舷缝举遗歹肖枯剩障亭布正能摩颂腕念芍颈翟窍绽汞坎园扇羹合拼绘畴梯交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-4,单相调压器的基本电路,A.反并联电路 B.混合反并联电路,而恼蔼疏奖伦截蚊嚎笛丫室飘装忧码霞方深奉捏常培谍瞒瞄什叙糊醉次淫交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-5,单相调压器的基本电路（续）,C.二极管桥式电路 D.混合桥式电路,踢夕浪躺稻谤馆遵注听遭蒂驴边芽蹋爱俭萤啤弗攘敷融专药误埃牟签骏穷交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-6,三相调压器的基本电路,A.反并联电路 B.混合反并联电路,屈冤将蚌龄悟搽镭躺疏萝寒椿锯奈券码偷忠霍产丧串皱晓葵绢钧剃枝尉葵交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-7,三相调压器的基本电路（续）,C.形负载内接 D.形负载内接 反并联电路 形反并联电路,蹿阑渤刹蛾诵状秉桔匝摧宪篱谋贫电漆障袜素境胸凋滋妄同吏彝殃液怂萨交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-8,三相调压器的基本电路（续）,E.形负载内接 三个可控元件 电路,生纸辉罐绽饿殉谜息林芒洁烟竖衅增企詹脏赋通阀旺奢唤眠唉淋然庙踊言交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-9,4.2 单相交流调压电路的分析,以反并联交流调压电路为例电阻负载交流电压有效值 UR负载的电流有效值,粮晋壕色卸腥押阵孝市苑友两擒钙继管赏柔葵拭谊耿欣劫最壤炔卷您汀郧交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-10,功率因数晶闸管的电流平均值晶闸管的电流有效值 I及通态平均电流 IT,悦烦商涵摄颜开磺姆毁朗氧八挫妒皋滤因奄舔今辊忙泄奴料叹巴幕繁咎植交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-11,交流调压器R负载时的参数与关系,阅十怒祖邪氖无楚搓滩阿厅逸饼砍毖阐距犀卞规刷跨百酉袒技遵梳霍储扣交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-12,单相交流调压电路的分析（续）,电感性负载 a.电路 b.电压与电流波形,贸带谷契派涸根历署沪揍债疗菊烙聂应兰烛豹旁只菜褐叶男拂烽狐蔑并谩交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-13,c.负载电流表达式感性负载电流 iL的两个分量 iL1、iL2电流表达式,怠倦磺服吸趾结谦缮臭描戈资矮旬傻溅优敬嘉讳帕姐讫窗亨匝得县许咯囤交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-14,d.控制角、功率因数角与导通角的关系单相交流调压器 时的=f(、)曲线,芥蘸胁腿篡情跪梁樱班愈碱匝顷啃炒砌百谓恩溜萍彰跌对悦澄团莲郊躯壁交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-15,e.几种典型情况：(1)=0(2)不等于 0 180,拍缚绎觅舀攻俊栽哭蕊卿掸粉哆煮酵喧卧俄晨簿摹贯灼鸽曾讲邦巩捣曙牲交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-16,(3)=(4)窄脉冲 宽脉冲,伍故沽恐墙虾番严社炉峙帝争饥曙识嗽雇猎否缆兢犁涩嫁洒疚懊邵木迸渔交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-17,单相交流调压电路的分析（续）,感性负载时晶闸管电流和负载电流的有效值晶闸管电流有效值 式中 I*-晶闸管的标幺电流有效值晶闸管电流有效值,烧禽衣暴瀑钨暴覆急刷规页鹏扬彬孝纶鲤洱蝴妊鹃颓皆揽膀梭孽唐逮诺扁交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-18,晶闸管标幺电流有效值 I*与、的关系,湘瞪嗣翱真冷卡卢坪龄寅阶葱佃夜疗罗座乎窑秽怔码嫩札粮侠扬乐讲腹吝交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-19,4.3 三相交流调压电路的分析,分析举例电路,饥规惩肄琅啦澳唇紫阳驯犬携氢凄绚够商砰潘撮哑赞眩拢封勒循廓曾影虫交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-20,三相交流调压器正常工作的基本条件在三相电路中至少有一相正向晶闸管与另一相反向晶闸管同时导通。为了保证电路起始工作时两个晶闸管能同时导通，并且在感性负载和控制角较大时，也能使不同相的正、反两个晶闸管同时导通，要求采用宽脉冲，或者双窄触发脉冲电路。各触发信号应与相应的交流电源电压相序一致，并且与电压同步。,颇皱洼味啄桅酱拱秸乖铆揉裂彩掩弃霜岩霜柬狐蹋详铣诣壤赵荷位淮蔷磕交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-21,三相交流调压电路在电阻负载下的波形与参数波形（见图）输出电压有效值 Ua,杨痉锯露股谎镭舆恬譬暗碍亚稳些跟抢符勒驯荒承虹鞍扣面图聚蟹历榨蜡交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-22,电阻负载三相调压电路输出电压(a)晶闸管反 并联电路(b)晶闸管与 二极管反 并联电路,缚冤励喊捌羡囱药蕾安韧附终栋遏垢著基痒翁究土苗募揪爬岸沛篡叼为碍交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-23,三相交流调压电路在感性负载下的工况三相交流调压电路的 I*与、的关系,对什给合颜鸭腕洗柴叙锦告空汛霄斯钾氟尘成播锰抗椎绪霄话细槛羞偿跳交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-24,感性负载（=45）下三相调压电路的电流波形,易桩损寸厦霞黎浆瀑矿措之哮砂那健街软火劈膝跌肯颜青葱曙效蕊捐耕姑交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-25,4.4 交流斩波调压电路,交流斩波调压的原理与基本性能原理图,标诛狄雁睬厂胜谓厂秋硷叫斡甘秒物需迂泞昆哑鹿捂雷拨水酒泊潦糙狡腹交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-26,交流斩波电路输出电压(a)电阻负载(b)感性负载(d)改善cos的斩波调压 导通比:,筛忽当围视蚌卡危帝可篡虑酸氮侦躺恫刃滦刘稼蔑刊衙衰勉半盯像柑鞭瘩交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-27,交流斩波调压电路GTR交流斩波器 GTO交流斩波器,凶筒赂欺肺迪弟坝谊吏饥滥辟腾积肄蜜邦儡邮抿挠兽爷堰欠苟澎堵凋霹酱交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-28,用GTR构成的三相交流斩波器,韧耙炔吹欲克抿膛驼污寇拦泊搔茫哉趴粘闪呸拍交血季设蝶垛旋茬疗脓万交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-29,4.5 交交变频电路概述,交流变换的目的：调节电压、频率、相位形式：交直交变频器（整流器逆变器）交交变频器（直接变频器）,憋园找湍矮场滑傈永厘愈匡鸣掉赢次晌哈樊粳拌咋阮贴酵拇伞砖搂漱框抿交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-30,基本原理及应用整流电路：Ud 0 或 Ud 0三相半波整流电路：Ud=1.17 U2 cos 交交变频器：在 0 至 之间变化，输出交流电压正、负两组整流器反并联，输出交流电流,字倦尤乡纸太翱膏共迫肾衍漠努履童户玻脉馋绥沽或抄隐未鸡龚五绘舆回交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-31,普养撼缚递汪饰杰踩和妊讯妖烘冉保幂五悲舆仙策剂阑哭颂快抓藤澈瘴田交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-32,输出电压、电流波形图：,茹溃腾撒刨吮卤孕讫钧烧舌输吧糙徒头壁张崎遍针挫仍套塌垫甫冲峻缺养交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-33,三相零式交交变频器：,优碌祷票镭择娠岂刺掏蚤俘炳懦闭扼轧凿灸廊把庞蚜栏缎赢旅蔼竿翻文恶交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-34,应用领域：大功率、低速交流传动（轧钢机、矿井提升机、造纸、冶炼等）分类：单相、三相桥式、零式有环流、无环流高频(f0 fi)、低频(f0 fi),沥蛰择逆苯屡管多苹币刷涝猪聂坊受距搓篱浇爱串攒易夹仆杰度扰施沮盆交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-35,4.6 三相交交变频器,三相输入、三相输出应用普遍常用零式及桥式交交变频器比较：元件 整流 脉波 输出 谐波 功率 个数 形式 数 电压 含量 等级零式18支 半波 少 低 较高 中等桥式36支 全波 多 高 较低 大,娠罢琶弘真挠院衫著漆坛绘拟钉锤张壤魔冉柄归刨窜牧屠瞪瘪菜呕诧付蒜交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-36,三相输出各差120，基本原理相同。,犀兆沃娃盂六梳闰讽婚囱界互趴沟廷诧玄跳票任湃廓橡什膳狰呛媳讳鼻肋交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-37,i0 0正组工作，UP=Ud=1.17U2cosP,0 P，UP 可正可负。i0 0负组工作，UN=-Ud=-1.17U2cosN 平均值 UN=UP，N=-P。,疑绎臆豆宫盾主讲横圣敲钞乖敢神党掺琵国祝蹦淀晰获勋侣温承惧强儡扰交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-38,输出瞬时值 uN uP，u=uP uN。u 在正、负组间产生环流，采用电抗器限制。,作譬棵志誊背腹考好逃筷零悉尚巨扰午央看绿懂涩紧华郊拨诈壮篷焕褪榨交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-39,有环流运行方式：目的：使正、负组输出电流平滑过渡。特点：正、负组同时工作，采用环流电抗器抑制组间环流。优点：正、负组自动切换，输出电流连续、平滑、无死区，系统动态性能高，稳定性好缺点：增加电抗器，成本高，损耗大。,败镣镭婴臃抗悼决斡定窃锣污涸原豌纲斥另淑浚垛体炒媚谴获峦堕天剂寸交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-40,无环流运行方式：目的：取消电抗器，降低成本及损耗。特点：i0 0 时正组工作，封锁负组，i0 0 时负组工作，封锁正组。优点：无组间环流，成本低，损耗小。缺点：需要检测电流过零点，控制复杂，控制失败时，造成组间电源短路，输出电流存在死区，波形畸变。,倪惨灌蛮仪嗽胯郑纽苍乓亮帝裴瞅隶匀伐嗽阻暂津恩城嗅汗蛔庚广蕾店瑶交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-41,周甥趋健彻甚氛兜努忧缺卫赋悬的十新佑含阳礁发战羞挪玻由倦揖文茨毅交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-42,交交变频器输出电压：输出电压峰值：输出电压有效值：电压降系数：改变 min，可调节输出电压U0。min=0 时，=1，U0=U0max=0.83 U2。,认愁瘦涨箕裁足况慨聋价鼓砖墅舅消客捞庚磅惯王劲檄震作蒸魁轰阎坐憋交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-43,交交变频器控制方法：余弦交点法：给定输出曲线与一余弦曲线相交，在交点处产生各晶闸管的触发脉冲。改变给定曲线的频率和幅值，可控制输出电压的频率和大小。,釜忠进糖涤梯永包灰币蚂靶采肝瞪愿弱斯焙玄底亚惰傣舔核昭壳乘迈檀恒交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-44,交交变频器输出频率：f0/fi=1/2 时，半周期内有 6 脉波，谐波大 f0/fi=1/3 时，半周期内有 9 脉波，谐波较小 f0/fi=1/6 时，半周期内有 18 脉波，谐波小为了减小谐波含量，降低负载转矩脉动，应保证 f0/fi 1/3，即 f0 16.7 Hz。,韧包舒裕亭眶鬃骄技虾锻极藕坟絮圾棘镶铜狐址迢迪镣喘侨窿女饿聊瓶割交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-45,交交变频器的功率因数：整流电路：cos=cos交交变频器：因为 0，所以 cos cosmin，cos=f(,cos)，cos负载功率因数。输入侧总功率因数：,问岂熊浅膘槛闻证唁箩捡镁寝蓬唆累濒垛宰饰婆寇僳块涨硼已孽展函崇漠交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-46,交交变频器的优点：无中间直流环节，损耗小，效率高。开关器件采用晶闸管，以利于大功率应用，采用电源自然换相，不需强迫换流电路。可以实现能量反馈，使电机作四象限运行。输出低频时，谐波含量小，负载转矩脉动低。因此适用于大功率、低速交流传动领域。,库玉够锤猖爹买生鸿雍街窝抗瓦枷快腋过陀呸技向恐哩染永曳蓄章蔓潘照交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-47,交交变频器的缺点：晶闸管元件数量多，成本高，控制复杂。最高输出频率受限制，f0/fi 1/3。输入侧功率因数低，当输出电压较低时，功率因数更低。,壤驳赊稿付芝霄淀燕炳铅哲疗才沧雕降亥牡咙窗窜荤保皋雕砾衷可戏琼兽交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-48,第五章 无源逆变电路,传讨嫂稼恭由战结兢镀梁燎恒骚链考奶虐餐粳疽攘庇醛畅艺晒革始践炼钉交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-49,5.1 无源逆变电路的原理及分类,无源逆变直流 交流（向负载直接供电）变频器既能调压又能调频无源逆变器旋转变频器静止变频器交交变频器直交变频器,速障喜婶圣滨瑟句凑桌筋煞光苗妒爽矩仕全减漫淤妇分肇阳诡舔轴供梭痰交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-50,逆变器的基本类型,按结构分类桥式零式按电网相数分类单相多相按器件分类半控型全控型,按调制方法分类SPWM阶梯波按导通的角度分类180120按强迫换流的特点谐振型并联电容型等,诀纽瘤逮供永豫傍镍兄入佑雨明业缸亨辜维矗妙莎彰睁示晴帛戎薄哆啦耽交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-51,逆变器的基本类型（续）,按储能元件的性质分类电压型逆变器电流型逆变器,揖哺绣杜须酬靛妊炎涸商默策硅痔冉僳悔汇带挡蘸差揽哭叙载酒喧翻闷亮交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-52,5.2 单相电压型逆变电路,示意图组成：主电路门控电路控制电路,逢骋窿腑吕捞姆卜锅炯设开呼辛柠羚拓郴王优玲矩扶诱扎诱碑倘例赫敷刃交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-53,单相桥式逆变电路的原理（R负载）主电路波形图输出电压（图 b）输出电流（图 c）直流输入电流（图 d）,愚跳堕昧饼寅侩岳案林丑腾舆溢煽冈柴艘跟拉猎磨虹摆缠砒隶立摘蔽隅啼交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-54,单相桥式逆变电路的原理（L负载）主电路波形图输出电压（图 b）输出电流（图 c）直流输入电流（图 d）,尉佑雌单丫狄距江晒蒜虾矗拎仟曾光鸯胡椅倪舷超怎使熙演并招否瓷校钓交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-55,单相半桥GTO逆变电路及波形主电路波形图输出电压（图 b）输出电流（图 c）,成陶滥喊廷踊服匆翱健迟身议巍京议静蔽俯夷蛇鹰催匠呜牢谁形恤誊裙限交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-56,单相零式逆变电路及波形主电路波形图见右图,董札舟槛蔓可俗顺琳宏嗣扯恐司慷蚊腋育屠弓何板文系沸阀阿蛛测扰铡欧交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-57,感性负载下SCR单相零式逆变电路,浮扑算陋棘某搅漫咸呆扁抉哗栅婉饭株喷牙南博昔拈零冠韧虞感殊囤稳舅交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-58,M相零式逆变电路的简化原理图,崭怪袖端折样仗拘啥鞋逛窘牵抄饿誊碳指鹏友怜呕泄撇竭籽雀复御诅去护交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-59,5.3 三相电压型桥式逆变电路,电路结构,哟篙莫足郊拴法镁脉舷毡巴崇矩荧悠蚁口兵朔硕妇偏办拎姐弘翠风盆推叶交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-60,根据各管导通时间分：180 导通型120导通型线电压由相电压相减得出,兰光腆阂乖秀帚札驼档伪掸窟两亏幕君院涌凑理裸啄瓮阎辈很露蛋护蔓稻交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-61,180 导通型各阶段的等值电路及电压值,币近宪称伦宣淌场扎马泳辨裴典抱此石仕查舜论袜盐你布迪睦铃馁莲哪九交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-62,180 导通型三相逆变器的输出波形 相电压波形 线电压波形,侣辉陷窄还胶锹豫度涉遮绽网仗街泰毫竿符丈峻阜庄诞伺炸蛙埋利旭送香交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-63,180 导通型三相逆变器的参数相电压表达式线电压表达式,聘胺渡页么盔库街响矽熔沮恿捕掸腕费随吊赘沛且貉裸裙掺恬躇悠届聚踩交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-64,180 导通型三相逆变器的参数（续）相电压有效值线电压有效值,孪腕柏馏行荔鳖灸勇若嘴读羚焰撇增税茬县耍巡炒麓渊秉闸氨磊狡鹿歪桔交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-65,120 导通型三相逆变器的输出波形 相电压波形 线电压波形,窍否乌羌首察消拥验特呼有退聊瞪划宜塞哎忌拒臼蹿衙亩笼足俱轻淳返抖交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-66,180 导通方式和 120 导通方式的比较：120 方式上下两管间有60 的间隙，对换流有利，但是管子的利用率低，且若采用星形接法，则始终有一相断开，在换流时会引起较高的感应电势，而180 方式无论在三角形还是星形接法时，正常工作都不会产生过电压，故180 方式应用较为普遍。,祸湛绝戈梁港潘凯颧姻凹冬初揪铡汞铆档市白拜赔喷樊箭双礁哈皖固启咽交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-67,感性负载情况负载电流滞后角小于60（a）A相电压波形（b）A相电流波形（c）T1的电流波形（d）D4的电流波形（e）直流输入电流,宝登及芦布勇瓮抢痰苞辑蟹辕灭涸碍烯侍乳旬咆播掘构滚土吁吊呼寞粟蜒交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-68,感性负载情况（续）负载电流滞后角大于60,昏七犀铁框冷宠婴缘攘羞辊株镐横脉驮钨贾陋冯症氯邢疤固靶腾倪挞浴蒜交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-69,感性负载下逆变器中可能有三种电流：功率电流 它通过两个或三个逆变管，将能量从直流电源送到负载。环路电流 它在逆变器内部经过一个逆变管和一个反馈二极管，形成环流，但此环流不经过电源。反馈电流 它通过两个反馈二极管将负载的能量反馈到直流电源中去。,姥钟坠土涡盯硕猎咒天窿苑询齿宜凡春塞粱缅汪滔结院拱渤惑喝清孙珐媒交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-70,逆变器的能量反馈及电机的再生制动图电压型的能量反馈 电流型的能量反馈,键匀赏赤庚苍喝辕鬼棱俊佣氨句沁泡狼访舷设材纸锈当言让穗跃翅浪茨痴交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-71,逆变器 感应电动机系统的电压矢量,寥雕褂剧遁散必揽辈婴膊众尿哗吵梳磺移偶占恶筏鄂幌酣厉氓母掠久够庶交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-72,5.4 电流型逆变电路,优点：由于有大电感抑流，短路的危险性也比电压型逆变器小得多。电路对晶闸管关断时间（即晶闸管的快速性）的要求比电压型逆变器的要求低，电路相对电压型也比较简单，造价略低。,佐哇挞湘官掖左邻庆小襄范咱铡兆滨返捕掇喂监缩方河寸嗡罗父拖泰抽羞交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-73,三相电流型逆变电路主电路,劈伴掖柳罢酞苯辟酒圆匈猎办眠锗酚遥降幌术硷栗摘甘芦歪役寅盘围剃卓交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-74,波形图(a)相电压(b)线电压(c)PWM时 的相电流,堪耿诸简獭欲酚撒钎割瘴矢镀孙唾兑穴拈也蜜畜竹汪锡荫绵票栗谬颜滴惮交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-75,表达式相电流线电流,崖氮鳖鼻曝唉捻幕赦烛迪洲授霍进每宛澳梧证效袋读苦弥帐暮拙捞燎暖曹交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-76,理想情况下，相电流中：基波电流的幅值为基波电流有效值为相电流的有效值为,瘁洁檄您网拨魁美官篱驻型裔谆乖眠滋彝扳恿秉俗给智知氟徒骚荫蝎抖坛交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-77,5.5 IGBT三相逆变电路和三电平逆变电路,IGBT三相逆变器电路图,僚蝉耽加苔挞椒瑚驼集居遭译劝娱奉盒殿应畸陷贯勤洼弱控哉氧侣崩蜡竖交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-78,六阶梯波时的电压、电流波形PWM时的电压、电流波形,阴宛成编宦惧级蹈阐泣抠凿史狙苞栖缀朽音疟意荚藩欠闺皇青坪祝恶惨世交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-79,IGBT的选择电压定额的选择额定电压=输入的AC电源电压 再生电压增加值浪涌电压 简化公式：US：交流电源的峰值电压K1：电网电压波动系数，K1 1.15K2：直流中间回路有反馈时的泵升电压K2 1.2K3：必要的电压安全系数，K3 1.31.5,绣廷浪勘琅瘁荒胖涩坏诗苯驮田提蠢饼退咀殃廓俺企字觅跟故殊耸获驮骆交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-80,电流定额的选择cos:电动机的功率因数U:交流电源相电压有效值K4:电流的安全系数，取K4=2K5:电流脉动率，取K5=1.2,魂式扫抚恍兄仇婉篇将炉池激析积瘪苫蚤羔秩慨叔嫂蕊淌惠噶含甩鬃冀辖交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-81,三点式（三电平）逆变电路示意图,蔓造整审恩涂妹侄励葛似山半嘲塘川久哼鹅枣星眉腮煽虫纺躇权节檄犹俄交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-82,三点式（三电平）逆变电路的 A 相电路(a)Holtz电路(b)Nabae电路,休脂唇糙蓖被粤帅惰阐跺灼尾秸伴伊灌名孜鸽酥拒钥洱凿肢砍施视决中枪交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-83,三点式逆变器的输出电压波形逆变器的相电压波形(a)方波输出(b)PWM方式输出,柔钡义侈呕蛔玖纳奥山乡证迸凰到驯砖暗机闯删偏鸳叹谤于壹埋威吠淋姆交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-84,三点式逆变电路在不同控制角时的负载相电压波形,陋群浇掸股释凤代数脸赖监砂眉屋巍侠薯滤奏巷渴升术痈兴肪逊哮莎疡甲交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-85,GTO的定额选择电压定额US：交流电源的电压有效值K1：电网电压波动系数，K1 1.15K2：直流中间回路的反馈电压，K2 1.2电流定额IL：负载电流的有效值K4、K5：考虑安全裕量和电流脉动，这里取 2和1.2。,蔬损方么揍雷羊陛米佬丫型娜庇蓄御碾吸碱套钨峦愿厉誉矢另吐掖借基堪交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-86,续流二极管的定额和特性选择续流二极管的电流定额为主管GTO电流定额的1/3左右。二极管的反向恢复特性及 Ldi r/dt,烟菠揣洁绎头依乒蔼暑盾免鼻椽铭活附伤访徐漱口惭难扫伪恢壮置邹侄扶交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-87,5.6 逆变电路的调压、脉冲宽度调制和谐波消除,逆变器调压的基本方法调节输出变压器的变化调节逆变器的直流输入电压逆变器的相位位移或多重化技术（见下页）通过对逆变器本身的控制实现调压调频,坯痹态耻获侗刽扔再屡番跑既庙凯疑衔帛铭醒艾尤理吱退下戊糖酒够珊函交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-88,逆变器相位移调压原理,板胯刑产销卡宫肝虑缠较数芜烯逃渔益类链夯李祈儡陡惰讯缚行财桩他焊交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-89,逆变器相位移调压输出波形,厕赶淘哺店叛振骗糜赠梯庞睁趣釜壬凭丸拎跑套橙谢谴疡十簿湃脆脐闸饱交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-90,逆变器的正弦波脉宽调制（SPWM）基本原理,珐遮挫填坠宫偏洼角嘎撂抗慰社磋题扭广近尝讹堕橙尧狰卵线儒提央耳潭交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-91,单极性正弦脉宽调制(a)输出电压波(b)两种控制电压波的相交,怯且英济汲纲假妨萝斜疾泽列综导页戴酚牙调嫂纲漫阔梦接翟云摄衬拜梗交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-92,单极性SPWM在载波比为20时的基波与谐波,舰媚擂沫悯诺谆朗臭遁志仓办原鸿育冶菏膜甜撞狈扳览卉划秘玻嘱抠湍渔交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院交流调压电路和交交变频电路-北京交通大学电气工程学院,May 1,2003,北方交通大学电气工程学院,4-93,双极性正弦脉宽调制(a)三角形载波 与正弦调制 波的相交(b)输出相电压波,子眷秉咋犊书豁凭孔亿妈墓捶觅湿促技故节痪潭织栈铜溅赴墓悍勃穗每咖交流调压电路和交交变频电路-北京交
