文档介绍：电力电子课程设计
基于斩控交流调压技术的调速系统
目录
摘要………………………………………………………………………1
关键词……………………………………………………………………1
一概述…………………………………………………………………..1
二斩控交流调压电路的原理…………………………………………..1
三几种斩控交流调压电路的模型……………………………………..2
单管反串联双向电路开关斩控式交流调压电路……………….2
拴开关斩控式交流调压电路…………………………………….3
单管双向电子开关斩控式交流调压电路……………………….4
四调压调速系统中斩控交流调压电路的设计………………………..4
工作模式分析…………………………………………………….4
工作模式……………………………………………………4
旁路模式……………………………………………………5
续流模式……………………………………………………6
数据分析………………………………………………………….6
五调速系统总体结构设计……………………………………………..8
六其它辅助电路………………………………………………………10
七结束语………………………………………………………………10
参考文献………………………………………………………………..10
摘要:本文通过对斩控交流调压技术的研究,找出了一种较合适的方法——三相双开关斩控式交流调压法,用于对调速精确度要求不高的电机调速系统中,实现调压调速。同时,本文还建立了一个应用该方法的电机调速模型,推导出了其计算公式。
关键词:斩控交流调压调压调速
一概述
近年来,有人把斩波技术应用到交流调压领域,出现了斩控式交流调压器,也叫交流斩波器。这类电路的工作原理与直流斩波器相似,但输入电压和负载电压均为交流。因此电子开关必须是双向的,直流斩波电路中经常用到的续流二极管在这里也不能采用,续流作用也要靠交流电子开关来实现。
交流调压器在工业加热、照明控制、感应电机的软起动、风机和水泵的速度控制等方面得到了广泛应用。改变交流异步机定子电压可调速,异步机调压调速虽性能不如变频调速, 但调压器结构比变频器简单,调压调速适合对调速性能要求高的生产机械,如风机类负载。
目前的调压器大多数为传统的相控式交流调压器,采用的开关器件为晶闸管。它们的优点是:控制电路简单、功率容量大;缺点是:当控制角增大时,功率因数减小,电流中谐波的幅值相对大,滤波器的体积大。采用PWM 型斩控式交流调压器可以克服上述缺点,在PWM方式中,开关模式是互补的,且当两个开关均关断时,需要提供一个续流回路。在许多电路拓扑中,装置续流回路是用另外的取向开关来实现的。新型的PWM斩控式交流调压器只采用带有RC旁路缓冲电路的标准开关。然而,RC的功耗给系统带来了很大的负担。本文首先就提出了几种较好的交流调压器的拓扑。这些拓扑通过巧妙的PWM 开关模式,提供了开关安全转换的条件,而没有高电压尖峰,用输入或者输出电压的极性来决定开关模式。采用了含有两个开关和两个续流二极管的标准功率开关模块来取代双向电子开关。其电路拓扑的优点:功率因数高、谐波少、效率高、可靠性高、动态过程快、容易实现、容量大、滤波器体积小等。
通过对几种交流调压器的分析,本文选用了一种结构简单的斩控交流调压器,它不需同步信号,仅需两路相位相反的PWM信号。虽然其主电路比品闸管交流渊压器稍复杂,但其控制电路较之晶闸管交流调压器所需触发电路简单。
二斩控交流调压电路的原理
斩控式交流调压器的主电路原理如下图所示。图中S1、S2为双向电力电子开关,可以通过双方向的电流,并且双方向都可以控制开通和控制关断。双向电力电子开关一般要由多个电力电子器件组合而成。电力电子开关最简单的控制规律为S1、S2的开关状态在时间上为互补,即S1接通时S2断开,S2接通时S1断开。设电子开关的工作周期为T,S1接通、S2断开的时间为Ton;S2接通、S1断开的时间为Toff。占空比D=Ton/T。S1接通、S2断开时电源电压与负
载电压相等,电源为负载提供电能。S2接通、S1断开时, 电源停止向负载供电,如果负载为电感性,电流通过S2形成续流通路。
在斩控式交流调压电路中电力电子开关必须满足:开关是全控的,可以控制导通也可以控
制关断,所以必须采用全控型器件;电力电子开关必须是双向导电的,因此单个器件是无法满足要求的,必须用多个器件组合而成;开关频率较高,一般都在几十KHz以上。
图一
三几种斩控交流调压电路的模型
交流斩波调压对象为交流电压,要求对正负半波电压均能进