第3章 交-直-交电流型晶闸管变频系统.ppt

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1、第3章交-直-交电流型晶闸管变频调速系统电流型逆变器是在电压型逆变器之后发展起来的。由于它具有电路简单，工作安全可靠，可以使用廉价的普通晶闸管以及不附加电路也可向电网回馈电功率的能力等一系列优点，因此受到了越来越多的重视。优点：1）工作安全可靠；2）具有不附加电路向电网回馈电功率的能力;3)全频域实现恒转矩变频调速。第1节串联二极管式电流型逆变器一、1200导通型逆变器换流顺序及输出电流波形VT1VT3VT5VT2VT4VT6VT61234561、对于Y接电动机，电动机相绕组电流波形分析IaIbIc逆变器输出波形为矩形波，三相异步电动机三相

2、绕组流过的电流与此相同。2、对于三角形接法电动机，电动机绕组电流波形分析结论1)电流型逆变器给三相异步电动机供电，三角形接法电动机绕组电流基波成分略高于星形接法电动机绕组电流基波成分。2)相同容量逆变器，仅能提供0.45Id基波相电流给三角形接法电动机绕组,而提供给星形接法电动机绕组电流基波值为0.78Id.可见,对于相同功率的异步电动机,三角形接法电动机则需更大的逆变器。二、异步电动机由电流型逆变器供电时的等值电路及绕组电压异步电动机由电流型逆变器供电时，定子一相绕组等值电路可近似为漏感和感应电动势的串联。发现问题电流型逆变器给异步机供电

3、时，换流过程在每相绕组两端会出现幅值较大的尖峰电压，这对晶闸管、隔离二极管以及电动机的运行是不利的！三、电流型逆变器的强迫换流原理以VT1向VT3的换流过程进行分析归纳VT1、VT3换流过程t0t1tc01、写出0到t1阶段导通途径。2、写出t1到tC阶段导通途径。第3节电流型逆变器应用中的几个问题一、换流尖峰电压吸收问题在换流阶段，在各相漏感两端产生一个尖峰电压，这个尖峰电压叠加在电机定子绕组两端。当换流电容较小，且在大电流下工作时，这个尖峰电压会很大，对于晶闸管、隔离二极管、以及电动机的安全运行十分不利。解决办法（1）加大换流电容器容量

4、缺点：会使换流过程延长，造成高频换流重叠，限制了逆变器的变频范围。（2）选用漏感小的电动机缺点：限制了电流型变频器在普通型电机中的推广。（3）逆变器输出并接尖峰电压吸收电路二、换流电容器的预充电问题问题提出：电动机在低频下启动或低速下运行时，电容器充电电压偏低，使之充电能量不足，会导致换流时间小，晶闸管可能不能可靠关断，逆变器不能正常换流。解决办法：采用外充电路在低频运行时给换流电容器补充充电。三、同步转速附近电机运行不稳定问题问题提出：由于电流型逆变器是将电流强制地输送给负载，因而易受负载阻抗变化的影响。当负载阻抗大幅度变化时，将影响电动

5、机的电流换向时间及转矩变化，至使系统工作不稳，产生振荡。比如在同步转速附近运行时，由于电动机阻抗增加，负载电流减小，换流时间延长，结果动态转矩减小，这是引起在同步转速附近运行时工作不稳定的原因之一。解决办法：为提高稳定性所采取的措施之一，是在逆变器的输出端与电动机并联一个交流电抗器。它可使负载阻抗变化相对减小，从而使电流相位的急剧变化减小，最终改善了系统的稳定性。第4节电流型逆变器与电压型逆变器的比较1、逆变器与电机的匹配电压型----任意三相异步电动机电流型----小漏感三相异步电动机2、系统的安全性电压型----换流失败会导致严重后果电

6、流型----换流失败不会导致严重后果3、四象限运行电压型-----要实现四象限运行，需要一个电网换流式逆变器与整流器反并联连接。电流型-----具有内在的四象限运行能力，无需任何附加的功率电路元件。4、对晶闸管的要求电压型-----耐压要求一般，但关断时间要短，要使用快速开关元件。电流型-----耐压要求高，对关断时间要求不高，可使用普通晶闸管。5、稳定性电压型------稳定性好，可开环运行。电流型------稳定性差，不能用于开环系统。6、带载能力电压型-----可以同时给多台异步电动机提供电源。电流型-----只能给单台电动机提供电源

7、。第5节转速开环、U/f恒定的交-直-交电流型变频调速系统UIURLdGFAURBUGFCGIGABBUFPRCBPF2GHFAPACRBCBPF1M～IdI*d+--+U1U*1+ω*1本系统与电压源型调速系统控制部分主要区别：（1）给定环节：电流源型调速系统为双极性给定环节。（2）电流源型系统增加了绝对值变送器GAB和极性鉴别器AP。（3）电流源型系统引入了瞬态频率校正环节GFC。问题：电流源型调速系统引入瞬态频率校正环节的必要性？电动机端电压对阶跃变化电流的响应是一个衰减振荡的过程。没有引入瞬态频率校正环节情况：致使和引入瞬态频率校正

8、环节后：可维持气隙磁通不变。保证了系统的稳定。1）由于转速是开环的，当电动机的负载从零变到额定值时，转速的变化不能得到补偿，机械特性比较软，调速范围不宽。2）由于对转差率没有限制