电力电子应用技术莫正康版主编ppt课件.ppt

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1、第五章直流斩波电路第一节直流斩波的工作原理第二节直流斩波器基本电路第三节普通晶闸管组成的直流斩波电路第四节全控型器件组成的斩波电路应用实例第五节多相多重斩波电路第六节间接直流变流电路直流斩波技术的应用直流斩波技术被广泛地应用于无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速以及电动汽车。用直流斩波器代替变阻器调速有以下优点：1.节约电能（20～30）%；2.能获得加速平稳、快速响应的性能；3.能有效抑制网侧谐波电流的作用。关于直流斩波电路（DCChopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电也称为直流—直流变换器（DC/DCConverter）直流斩波电路的种

2、类基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路。其中前两种是最基本的电路复合斩波电路——不同基本斩波电路组合第3章第一节直流斩波的工作原理将直流电源的恒定直流电压，通过电力电子器件的开关作用，变换为可调直流电压的装置称为直流斩波器。一、时间比控制方式1）脉冲宽度控制也称定频调宽式。此方式电力电子器件的通断频率（通断周期Ｔ）一定，调节脉冲宽度τ，τ值在0～T之间变化，负载电压在0～U之间变化。脉冲宽度调制（PWM）2）脉冲频率控制也称定宽调频式。此方式脉冲宽度τ一定，改变电力电子器件通断频率ƒ，ƒ=1／T。ƒ增加Ｔ减小使Ｔ＝τ时电路全导通，ud＝U；ƒ下降周期Ｔ

3、增大时，ud减小。频率调制.3）脉冲混合控制。即同时改变ƒ和τ。二、瞬时值和平均值控制1．瞬时值控制电流瞬时值与预先设定的直流电流的上限值Ｉmax和下限值Ｉmin相比较，如电流的瞬时值小于电流的下限值，控制斩波器开通，如电流的瞬时值大于电流的上限值，控制斩波器关断。这种控制方式称为瞬时值控制。2．平均值控制用负载电流的平均值与电流给定值相比较，用其偏差值去控制斩波器的开通和关断称为平均值控制。第二节直流斩波器基本电路常用的直流斩波器有：①降压斩波器；②升压斩波器；③升降压斩波器；④双象限斩波器；⑤四象限斩波器。下面分别介绍其基本电路及工作原理。一、降压斩波器数量关系:3.

4、2.1ton——V通的时间toff——V断的时间α--导通占空比负载电压平均值：负载电流平均值：可将降压斩波器看作直流降压变压器二、升压斩波器储存电能隔离二极管保持输出电压恒定化简得：T/toff>1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：=数量关系:V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为3.2.2用于直流电动机传动时通常

5、是用于直流电动机回馈制动时把电能回馈给直流电源。此时电机的反电动势相当于电路中的电源，而此时的直流电源相当于电路中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。此时,电机的反电动势E的极性不变,而电机中的电流改变了,故称为第二象限升压斩波器.3.2.3典型应用一是用于直流电动机回馈制动时，二是用作单相功率因数校正（PFC）电路三是用于其他交直流电源中三、双象限斩波器（一）A型双象限斩波器A型双象限斩波器指输出平均电流极性可变，但输出电压平均值极性始终为正，即电路工作在第一和第二象限。可看作是一个降压斩波电路和一个升压斩波电路的组合。电流可逆(2象限)斩波电路

6、斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行，又可再生制动。降压斩波电路拖动直流电动机时，如前图所示，电动机工作于第1象限前图所示升压斩波电路中，电动机工作于第2象限电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组合，拖动直流电动机时，电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性，故其可工作于第1象限和第2象限1)（二）B型双象限斩波器B型双象限斩波器是指输出电压极性可变，但输出电流平均值始终为正，电路工作在第一和第四象限。1．工作在第一象限2．工作在第四象限电路工作有三种方式：1）两斩波器件CHl和CH2同时导通，且　　　　，电机吸收能量。2）其中一个斩波器件

7、和一个二极管同时导通，ud=0，id经这二个导通管续流。3）两二极管VDl和VD2同时导通，两斩波器件CHl和CH2同时关断，且U