变频调速技术及应用 教学课件 作者 王瑾 孙艳萍 主编第三章器件应用.ppt

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1、第三章电力电子器件的实际应用与开发3.1小功率电力电子器件的应用电力电子技术是电工技术的主要分支，随着科技迅速发展，它已经深入到工业生产和社会生活的各个方面。小功率电力电子器件的应用更为广泛，它体现出体积小、重量轻，功耗小，应用时可靠性高，在整流、逆变、电源、电子开关及交直流传动等领域得到推广。下面介绍一些以晶闸管为核心器件以及小功率派生器件的实际应用。3.1.1晶闸管调光电路在电工电子中，小功率晶闸管应用比较普遍，这和晶闸管变流特点有关，应用时电流不太大，负载功率比较小。体现其应用灵活性、和实用性。3.1

2、.2固态交流开关电路非零压固态交流开关原理图VT2VT1R6R1R2R4R3R5VIN4N25R8C1R7VD1~VD4V1零压型开关VT2V1VT1R5R1R3VIN4N25R7C1R6VD1~VD4R2R4V2交流调压器提要异步电动机变压调速电路异步电动机改变电压时的机械特性闭环控制的变压调速系统及其静特性闭环变压调速系统的近似动态结构图转差功率损耗分析变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用3.2异步电动机变压调速电路变压调速是异步电机调速方法中比较简便的一种。由电力拖动原理可知，当异步电机等效电

3、路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。Y型接法0负载abca)uaubuciaUa0VT1VT2VT3型接法负载b)abcuaubu

4、cia交流变压调速系统可控电源M3~~TVC利用晶闸管交流调压器变压调速TVC——双向晶闸管交流调压器图5-1利用晶闸管交流调压器变压调速控制方式TVC的变压控制方式电路结构：采用晶闸管反并联供电方式，实现异步电动机可逆和制动。图5-2采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路可逆和制动控制反向运行方式图5-2所示为采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路，其中，晶闸管1~6控制电动机正转运行，反转时，可由晶闸管1，4和7~10提供逆相序电源，同时也可用于反接制动。制动运行方式当需要能耗制动时，可以根据制

5、动电路的要求选择某几个晶闸管不对称地工作，例如让1，2，6三个器件导通，其余均关断，就可使定子绕组中流过半波直流电流，对旋转着的电动机转子产生制动作用。必要时，还可以在制动电路中串入电阻以限制制动电流。返回目录异步电机在次同步电动状态下的双馈系统——串级调速系统串级调速系统的工作原理串级调速系统的其他类型交直流调速系统学习要点：串级调速系统性能的一般性讨论：（1）起动（2）调速（3）停止。重点、难点：逆变器的控制作用。基本思路在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电

6、压。怎样才能获得这样的电压呢？对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此直流附加电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。串级调速系统的工作原理对直流附加电动势的技术要求首先，它应该是可平滑调节的，以满足对电动机转速平滑调节的要求；其次，从节能的角度看，希望产生附加直流电动势的装置能够吸收从异步电动机转子侧传递来的转差功率并加以利用。系统方案根据以上两点要求，较好的方案是采用工作在有源逆变状态的晶闸管可控整流装置作为产生附加直流电动

7、势的电源，这就形成了图中所示的功率变换单元CU2。按照上述原理组成的异步电机在低于同步转速下作电动状态运行的双馈调速系统如下图所示，习惯上称之为电气串级调速系统。电气串级调速系统原理图系统组成功率变换单元UR—三相不可控整流装置，将异步电机转子相电动势sEr0整流为直流电压Ud。UI—三相可控整流装置，工作在有源逆变状态：可提供可调的直流电压Ui，作为电机调速所需的附加直流电动势；可将转差功率变换成交流功率，回馈到交流电网。式Id和电动机转子交流电流Ir之间有固定的比例关系，它近似地反映了电动机电磁转矩的大

8、小，β是控制变量工作原理（1）起动起动条件对串级调速系统而言，起动应有足够大的转子电流Ir或足够大的整流后直流电流Id。转子整流电压Ud与逆变电压Ui间应有较大的差值。起动控制控制逆变角，使在起动开始的瞬间，Ud与Ui的差值能产生足够大的Id，以满足所需的电磁转矩，但又不超过允许的电流值，这样电动机就可在一定的动态转矩下加速起动。随着转速的增高，其转子电动势减少，必须相应地增大角以减小Ui，从而维持加速过程中