《变频器基础知识》PPT课件

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1、公式公式：R为电枢绕组内阻，e为旋转电动势Km:系数；：磁通；：电枢电流f:旋转速度；N：线圈匝数；：磁通晶闸管的结构与工作原理常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构（C）1.4典型全控型器件·引言常用的典型全控型器件（B）GTR、电力MOSFET和IGBT等器件的常用封装形式。1.4.3电力场效应晶体管电力MOSFET的结构是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上多采用垂直导电结构，又称为VMOSFET。采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。图a)为垂直导电双扩散结构，即VDMOSFET。图1-19电力MOSFET的结构和电气图形符号（B）a）

2、b）绝缘栅双极晶体管1)IGBT的结构和工作原理三端器件：栅极G、集电极C和发射极E。IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，具有很强的通流能力。图1-22IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a)内部结构断面示意图b)等效电路c)简化等效电路d)电气图形符号（B）功率模块与功率集成电路例：部分功率模块、IPM、电力半导体器件及驱动电路（A）逆变电路最基本的工作原理——改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。图5-1逆变电路及其波形举例a)b)tuoiot1t2电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。单相桥式逆变电路S1~

3、S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。（B）76.1PWM控制的基本思想重要理论基础——面积等效原理采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量窄脉冲的面积效果基本相同环节的输出响应波形基本相同t)t)f(d(tOtOf(t)图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲d)单位脉冲函数a)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲tOtOf(t)f(t)（B）8PWM控制的基本思想若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。Ou>如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波SPWM波Ou>（C）ωtωtOu>ωt9

4、V1和V2、V3和V4的通断彼此互补。在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。6.2.1计算法和调制法ur正半周，V1保持通，V2保持断。当ur>uc时使V4通，V3断，uo=Ud。当ur

5、各开关器件的控制规律相同。图6-6双极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud（B）双极性PWM控制方式（单相桥逆变）6.2.1计算法和调制法图6-6双极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud图6-5单极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud对照上述两图可以看出，单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制，由于对开关器件通断控制的规律不同，它们的输出波形也有较大的差别。（B）注：1、试比较以上两种方式的异同点。2、哪种方式效果相对更好？3、若用示波器观察以上两波形会看到什么结果？变频器输入电流波形2.4

6、.1电容滤波的单相不可控整流电路感容滤波的二极管整流电路图2-29感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a）电路图b）波形a)b)u2udi20dqpwti2,u2,ud（C）实际应用为此情况，但分析复杂。Ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。2.4.2电容滤波的三相不可控整流电路1)基本原理图2-30电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt（C）某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。

7、2.4.2电容滤波的三相不可控整流电路考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感时的工作情况：电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。随着负载的加重，电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐接近。图2-32考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形a）电路原理图b）轻载时的交流侧电流波形c）重载时的交流侧电流波形b)c)iaiaOOtt（C）5.4.2多电平逆变电路a)串联连接