电力电子技术在工程中的应用

《电力电子技术在工程中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、——梁南丁电力电子技术第6章电力电子技术在工程中的应用1第6章电力电子技术在工程中的应用6.1交-直-交组合变流电路6.2直-交-直组合变流电路6.3电力电子技术的应用2组合变流电路：是将AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC四大类基本变流电路中的某几种基本的变流电路组合起来，以实现一定的新功能。间接交流变流电路：先将交流整流为直流，再逆变为交流，是先整流后逆变的组合。应用：交直交变频电路（VariableVoltageVariableFrequency—VVVF），主要用作变频器。恒压恒频变流电路（

2、ConstantVoltageConstantFrequency—CVCF），主要用作不间断电源（UninterruptablePowerSupply——UPS）。间接直流变流电路：先将直流逆变为交流，再整流为直流电，是先逆变后整流的组合。应用：各种开关电源（SwitchingModePowerSupply——SMPS）36.1交-直-交组合变流电路交-直-交组合变流电路主要按电压型、电流型进行分类。交-直-交组合变流电路，其逆变部分多采用PWM控制。6.1.1交-直-交组合变流电路原理1．电压型交-直-交组

3、合变流电路电压型交-直-交组合变流电路在负载能量反馈到中间直流电路时，将导致电容电压升高，称为泵升电压，如果能量无法反馈回交流电源，泵升电压会危及整个电路的安全图6.1不能再生反馈的电压型交-直-交组合变流电路4为使电路具备再生反馈电力的能力，可采用：带有泵升电压限制电路的电压型交-直-交组合变流电路当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上。如图6.2图6.2带有泵升电压限制电路的电压型交-直-交组合变流电路利用可控变流器实现再生反馈的电压型交-直-交组合变流电路当负载回馈能量时，

4、可控变流器工作于有源逆变状态，将电能反馈回电网。如图6.3图6.3利用可控变流器实现再生反馈的电压型交-直-交组合变流电路5整流和逆变均为PWM控制的电压型交-直-交组合变流电路整流和逆变电路的构成完全相同，均采用PWM控制，能量可双向流动。输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，且可实现电动机四象限运行。图6.4整流和逆变均为PWM控制的电压型交-直-交组合变流电路62．电流型交-直-交组合变流电路整流电路为不可控的二极管整流时，电路不能将负载侧的能量反馈到电源侧。如图6.5为使电路具备再生反馈电力的能力，

5、可采用：整流电路采用晶闸管可控整流电路。负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变状态，使中间直流电压反极性。如图6.6图6.6采用可控整流的电流型交-直-交组合变流电路图6.5不能再生反馈电力的电流型交-直-交组合变流电路7整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路通过对整流电路的PWM控制使输入电流为正弦波，并使输入功率因数为1。如图6.7,图6.8图6.7电流型交—直—交PWM变频电路图6.8整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路86.1.2交-直-交组合变流电路的控制方式晶闸管直流电动机

6、传动系统存在一些固有的缺点：(1)受使用环境条件制约；(2)需要定期维护；(3)最高速度和容量受限制等。交流调速传动系统除了克服直流调速传动系统的缺点外还具有：(1)交流电动机结构简单，可靠性高；(2)节能；(3)高精度，快速响应等优点。采用变频调速方式时，无论电机转速高低，转差功率的消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式中最高的，具有显著的节能效果，是交流调速传动应用最多的一种方式。笼型异步电动机的定子频率控制方式，有：(1)恒压频比（U/f）控制；(2)转差频率控制；(3)矢量控制；(4)直接转矩控制等

7、。91)恒压频比控制为避免电动机因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增大，引起功率因数和效率的降低，需对变频器的电压和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，即恒压频比控制，以维持气隙磁通为额定值。恒压频比控制是比较简单，被广泛采用的控制方式。该方式被用于转速开环的交流调速系统，适用于生产机械对调速系统的静、动态性能要求不高的场合。工作原理：转速给定既作为调节加减速的频率f指令值，同时经过适当分压，作为定子电压U1的指令值。该比例决定了U/f比值，由于频率和电压由同一给定值控制，因此可以保证压频比为恒定。1．变压

8、变频（VVVF）电路控制方式图6.9采用恒压频比控制的变频调速系统框图10在给定信号之后设置的给定积分器，将阶跃给定信号转换为按设定斜率逐渐变化的斜坡信号ugt，从而使电动机的电压和转速都平缓地升高或降低，避免产生冲击。给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电压、频率。绝对值变换器输出ugt的绝对值uabs，电压频率控制环节根据uabs及ugt的极性得出电压及频率的指令信号，经PWM生成环节