文档介绍：1
第四章 变频器供电时交流电动机的运行
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感应电动机常见调速方法
降压调速
利用电磁离合器调速
绕线式转子串电阻或变频电源调速
变极调速
变压变频调速
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7-1 变频器供电的特点
1. 变频器的种类
交-直-交变频
电压型逆变器输出电压为矩形波,输出阻抗小,适于多电动机并联拖动图7-2a)
电流型逆变器输出电流为矩形波,动态响应快,且在再生制动时,电能可以方便地返回电网图7-2b)
交-交变频效率较高,但所用器件较多,输出的最高频率为电网频率的1/3,调速范围较窄。
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2. 电压型交-直-交变频
三种输出电压控制方式:
相控整流
不可控整流,但在中间环节加斩波环节进行DC/DC变换
不可控整流,逆变器脉宽调制
图7-3
逆变器功率器件的开关原则:同一桥臂的上下器件只能互补导通(避免直通),相邻桥臂对应器件的导通角互差120
续流二极管
UN0
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变频器输出电压和电动机端电压波形
变频器输出电压 uA0、uB0、uC0 互差120,
线电压uAB=uA0-uB0 :
0~120° -Ud, 120~180° - 0,
120°~300° -Ud, 300° ~0 - 0
类似的 uBC、uCA 互差1200
若电动机Y形连接,其中性点为N, 相电压uA、uB、uC:
uA0=uAN+uN0
uB0=uBN+uN0 (7-4)
uC0=uCN+uN0
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三式相加,再考虑到电动机的uAN+uBN+uCN=0,得
uN0=1/3(uA0+uB0+uC0)
代回上式,得电动机端电压
uA=uAN=uA0-uN0=uA0- 1/3(uA0+uB0+uC0)
uB=uBN=uB0-uN0
uC=uCN=uC0-uN0
得六阶梯波(图7-4c))每隔60°发生一次阶跃变化,最大幅值2/3Ud
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方波逆变器根据每管导通时间分:
180°导通型在一个周期360°内,6个管子中总有三个同时导通,每管导通180° 图7-5
120°导通型在一个周期360°内,任一时刻只有两个管子导通。但在60°不导通区内会出现电流断续,定子电流被切断时,会出现反电动势,影响电动机的稳定运行。
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对输出电压进行傅氏分析得式(7-5),可见相电压中,
谐波次数:除基波外,还有5、7、13等奇次谐波,但没有3倍次谐波,总之,6m±1(m=1,2,3…)次
幅值:基波 2/πUd,高次谐波 1/k×2/π×Ud
相序:基波正相序,5次反相序,7次正相序...
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高次谐波对电动机的影响
铜耗(I2R) ↑
由于谐波电流存在,cos φ↓
铁耗(铁心涡流∝f2、磁滞损耗∝f )↑ 及附加耗↑→η↓,温升↑
产生脉振电磁转矩和转速振荡,电磁噪声↑