第4讲-变频器原理与应用ppt课件.ppt

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1、变频器原理及应用第4讲1《变频器原理与应用（第2版）》第2章总结绝缘栅双极晶体管（IGBT）交-直-交变频器主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路、逆变电路整流电路不可控整流电路(组成、原理)可控整流电路(组成、原理)可控整流电路控制原则对触发脉冲的要求不同控制角时输出电压波形2《变频器原理与应用（第2版）》第2章3.2中间电路变频器的中间电路有滤波电路和制动电路等不同的形式。3.2.1滤波电路虽然利用整流电路可以从电网的交流电源得到直流电压或直流电流，但是这种电压或电流含有频率为电源频率6倍的纹波，则逆

2、变后的交流电压、电流也产生纹波。因此，必须对整流电路的输出进行滤波，以减少电压或电流的波动。这种电路称为滤波电路。3《变频器原理与应用（第2版）》第2章1.电容滤波通常用大容量电容对整流电路输出电压进行滤波。由于电容量比较大，一般采用电解电容。二极管整流器在电源接通时，电容中将流过较大的充电电流(亦称浪涌电流)，有可能烧坏二极管，必须采取相应措施。图3-7给出几种抑制浪涌电流的方式。a)接入交流电抗b)接入直流电抗c)串联充电电阻图3-7抑制浪涌电流的方式抑制浪涌电流4《变频器原理与应用（第2版）》第2章采用

3、大电容滤波后再送给逆变器，这样可使加于负载上的电压值不受负载变动的影响，基本保持恒定。该变频电源类似于电压源，因而称为电压型变频器。电压型变频器的电路框图如图3-8所示。电压型变频器逆变电压波形为方波，而电流的波形经电动机负载的滤波后接近于正弦波，如图3-9所示。图3-8电压型变频器的电路框图图3-9电压型变频器的电压和电流波形保持负载电压恒定5《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.电感滤波采用大容量电感对整流电路输出电流进行滤波，称为电感滤波。由于经电感滤波后加于逆变器的电流值稳定不变，所以输出电流基本不

4、受负载的影响，电源外特性类似电流源，因而称为电流型变频器。图3-10所示为电流型变频器的电路框图。图3-11所示为电流型变频器输出电压及电流波形。图3-10电流型变频器的电路框图图3-11电流型变频器输出电压及电流波形保持负载电流恒定6《变频器原理与应用（第2版）》第2章3.2.2制动电路利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电动机的再生电能的方式称为动力制动或再生制动。图3-12为制动电路的原理图。制动电路介于整流器和逆变器之间，图中的制动单元包括晶体管VB、二极管VDB和制动电阻RB。如果回馈能量较大或要求强

5、制动，还可以选用接于H、G两点上的外接制动电阻REB。外接制动电阻制动电阻吸收再生电能逆变整流7《变频器原理与应用（第2版）》第2章3.3逆变电路的工作原理及基本形式3.3.1逆变电路的工作原理逆变电路也简称为逆变器，图3-13a所示为单相桥式逆变器，四个桥臂由开关构成，输入直流电压E，逆变器负载是电阻R。当将开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，电阻上得到左正右负的电压；间隔一段时间后将开关S1、S4打开，S2、S3闭合，电阻上得到右正左负的电压。我们以频率f交替切换S1、S4和S2、S3，在电阻上就可以得

6、到图3-13b所示的电压波形。a)单相桥式逆变电路b)工作电压波形图3-13逆变器工作原理8《变频器原理与应用（第2版）》第2章3.3.2逆变电路的基本型式1.半桥逆变电路图3-14a为半桥逆变电路原理图，直流电压Ud加在两个串联的足够大的电容两端，并使得两个电容的连接点为直流电源的中点，即每个电容上的电压为Ud/2。由两个导电臂交替工作使负载得到交变电压和电流，每个导电臂由一个功率晶体管与一个反并联二极管所组成成。a)半桥逆变电路b)工作波形图3-14半桥逆变电路及工作波形中点V1V2反馈能量反馈能量9《变

7、频器原理与应用（第2版）》第2章2.全桥逆变电路电路原理如图3-15a所示。直流电压Ud接有大电容C，电路中的四个桥臂，桥臂1、4和桥臂2、3组成两对，工作时，设t2时刻之前V1、V4导通，负载上的电压极性为左正右负，负载电流io由左向右。t2时刻给V1、V4关断信号，给V2、V3导通信号，则V1、V4关断，但感性负载中的电流io方向不能突变，于是VD2、VD3导通续流，负载两端电压的极性为右正左负。当t3时刻io降至零时，VD2、VD3截止，V2、V3导通，io开始反向。同样在t4时刻给V2、V3关断信号，

8、给V1、V4导通信号后，V2、V3关断，io方向不能突变，由VD1、VD4导通续流。t5时刻io降至零时，VD1、VD4截止，V1、V4导通，io反向，如此反复循环，两对交替各导通180°。其输出电压uO和负载电流iO见图3-15b所示。a)全桥逆变电路b)工作波形吸收能量反馈能量V1V1V4V2V310《变频器原理与应用（第2版）》第2章3.4SPWM控制技术3.4.1概述PAM(PulseAmp