第5章交流变频调速系统ppt课件.ppt
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1、,第五章 交流变频调速系统,第一节 变频调速的基本控制方式和机械特性简介,第二节 变频调速系统无逆变电路,第三节 晶闸管变频调速系统,第四节 正弦波脉宽调制的变频调速系统,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”。,第二节 变频调速系统中的无源逆变电路,对交流电机实现变频调速的变频电源装置叫变频器,其功能是将电网提供的恒压恒频交流电变换为变压变频交流电,变频伴随变压。变频器的基本分类如下:,一、变频器的分类,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
2、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。,二、静止型常规变频器及特点,(一)间接(交-直-交)变压变频装置,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。,(二)直接(交-交)变压变频装置,控制角由小变大再变小,如/2/2如右图(b)所示。,(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
3、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0,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。,三相半波-单相交-交变频电路,三相桥式-单相交-交变频电路,(三)三相交-交变频电路,交-交变频器主要用于交流调速系统中,因此实际使用的主要是三相交-交变频器。三相交-交变频器电路是由三组输出电压相位互
4、差的单相交-交变频电路组成的。1、电路的接线方式三相交-交变频电路主要有两种接线方式,即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式。,(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-
5、交变频电路,采用公共交流母线进线方式,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),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。,电动状态如图(a)所示。整流电压极性为上正下负,电流由Ud的正端流入逆变器,电能由交流电网经变频器传送给电机,电机处于电动状态。,(3)电压型和电流源型变频器的回馈制动比较,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
6、变状态,电能由电机回馈给交流电网。,1、主电路组成,(二)180导电型的交-直-交电压型变频器,(三)120导电型的交-直-交电流型变频器,1、主电路的组成,(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,6、函数发生器,作用:在f1minf1n的范围内,将频率给定信号正比例转换为电压给定信号,确保恒转矩调速,并在低频段将电压适当提升,实现低频电压补偿,保证Eg/f1=常数;在f1n以上,频率给定信号变化,电压给定信号保持不变,使输出电压U1=U1n不变。其输入、输出关系如右图所示。,7、逻辑开关 作用是根据给定信号为正、负或零来控制电动机
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