文档介绍：知识讲座《电力电子》年期
Lectures
交流电机变频调速讲座
Lectures on Variable Frequency Speed Control of AC Machines
第二讲静止式变压变频器
Static VVVF Converters
上海大学陈伯时
接上期
为了实现异步电动机的变压变频调速,必须具备能够具体的整流和逆变电路种类很多,当前应用最广的是
同时控制电压幅值和频率的交流电源,而电网提供的是恒由二极管组成不控整流器和由全控型功率开关器件
压恒频的电源,因此应该配置变压变频器,又称, 等组成的脉宽调制逆变器,简称
装置。最早的变压变频器,如图所示。
装置是旋转变频机组,即由直流电动机拖动交流同
步发电机构成的机组,调节直流电动机的转速就能控制交
流发电机输出的电压和频率。自从电力电子器件获得广泛
应用以后,旋转变频机组便逐渐被淘汰,并形成了一系
列通用型的静止式变压变频装置。
图交直交变压变频器
滤波电容
静止式变压变频器的主要类型
交直交和交交变压变频器变压变频器的应用之所以如此广泛,是由于它
从整体结构上看,静止式的电力电子变压变频器可分具有如下的一系列优点
为交直交和交交两大类。在主电路整流和逆变两个变流单元中,只有逆变
交直交变压变频器单元是可控的,采用全控型的功率开关器件,通过驱动
交直交变压变频器先将工频交流电源通过整流器电压脉冲进行控制,可同时调节变频器的输出电压和频率,
变换成直流可控电压或恒压,再通过逆变器变换成可控的结构简单,效率高。
交流只控制频率或同时控制频率和电压,如图所示。输出电压波形虽然是一系列的脉冲波,但由于采用
了恰当的控制技术,正弦基波的比重较大,影响
电动机运行的低次谐波受到很大的抑制,因而转矩脉动
小,稳态性能好,调速范围宽。
逆变器同时实现调压和调频,系统的动态响应不
受中间直流环节滤波器参数的影响,动态性能较高。
图交直交间接变压变频器
采用不可控的二极管整流器,电源侧功率因数较
由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之可控整流器高,且不受逆变器输出电压高低的影响。
间有一个“中间直流环节”, 所以又称间接式的变压变频器。变压变频器常用的全控型功率开关器件有
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《电力电子》年期知识讲座
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小容量、中、小容量、、、
大、中容量等。受到开关器件额定电压和电流的
限制,对于特大容量电机的变压变频调速仍只好采用半控
型的晶闸管,即用可控整流器调压和逆变器调频的
交直交变压变频器,见图。
图交交变压变频器的单相正弦波输出电压波形
交交变压变频器虽然在结构上只有一个变换环节,
省去了中间直流环节,看似简单,但所用的器件数量却
图可控整流器调压、逆变器调频的交直交变压变频器
很多,总体设备相当庞大。不过这些设备都是直流调速
交交变压变频器系统中常用的可逆整流装置,在技术上和制造工艺上都很
交交变压变频器的结构如图所示,它只有一个成熟。
变换环节,把恒压恒频的交流电源直接变换成这类交交变频器的其它缺点是输入功率因数较低,
的输出,因此又称直接式变压变频器。有时为了谐