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180°导通型逆变器等效电路及电压波形 设负载为星形连结，逆变器的换流是瞬间完成，以中性点O电位为参考点时，则晶闸管顺序导通时的相电压波形如图c所示。例如，在区间①中，VT1，VT5和VT6导通，由其等效电路知，uAO＝uCO＝U／3，uBO＝-2 U ／3；在区间②中，VT1，VT2和VT6导通， uAO ＝2 U ／3， uBO ＝ uCO ＝- U ／3；在区间③中，VT1，VT2和VT3导通， uAO ＝ uBO ＝ U ／3， uCO ＝-2 U ／3；区间④～⑥与以上相同，只是电源极性相反。可以看出相电压波形为阶梯波。因线电压为两个相电压之差，有 uAB＝ uAO - uBO ； uBC= uBO - uCO ； uCA = uCO - uAO ，可得如图d所示的矩形波，各相之间互差120°，三相对称。因为频率f＝1／T，所以改变周期时间T ，就可以改变逆变器输出的交流电压频率f ；而U的大小受控制角α控制，改变α可以改变U 。可见逆变器可以变压变频，也可以单独进行调节，二者可分别控制。 180°导通型逆变器等效电路及电压波形 由波形图可以求出线电压的有效值UAB和相电压的有效值UAO为： 2.120°导通型逆变器 电动机正转时，逆变器中晶闸管的导通顺序仍是VT1到VT6，各触发脉冲相隔60°电角度，只是每个晶闸管持续导通时间为120°电角度，因此任何瞬间有两个晶闸管同时导通，它们的换流在相邻桥臂间进行。这样同一桥臂上两个晶闸管的导通有60°间隔，不易造成短路，比180°导通型逆变器换流安全。 120°导通型逆变中，晶闸管的导通顺序、各区间的等效电路及相电压、线电压波形如图所示。从图中可见，相电压是幅值为U／2的矩形波，线电压是幅值为U的梯形波。用同样方法可求得线电压有效值UAB和相电压有效值UAO分别为： UAB ＝0.707U， UAO ＝0.409U。 比较两种导通方式可知：在120°导通型和180°导通型逆变器中，开关元件的导通顺序和触发脉冲间隔都是一样的，之所以有不同的导通时间，完全是因为换相的机理不同所致。前者是在相邻桥臂间进行，后者是在一个桥臂的上、下元件间进行。由于导通时间不同，前者的电压有效值低于后者。 120°导通型逆变器等效电路及电压波形 §5—3 转速开环变频调速系统 转速开环的变频调速系统是指没有设置转速反馈通道的变频调速系统。 一、交—直—交电压型逆变器的频率开环调速系统 1.输出电压控制方式 如图所示为三种输出电压的控制方式，图a为可控整流器调压，图b为直流斩波器调压，图c为PWM逆变器调压。现分述如下： (1)可控整流器调压 这种控制方式是通过控制可控整流器的控制角α实现调压，结构简单、控制方便，是一般调速系统中常用的输出电压控制方式。但是在输出电压较低时，功率因数低，同时由于整流电路后面是较大的滤波电容，在动态过程中，直流电压的过渡过程时间延长，影响系统的动态响应速度。 交—直—交电压型逆变器的输出电压控制方式 a）可控整流器调压 b）直流斩波器调压 c）PWM递变器调压 (2)直流斩波器调压 不可控整流电路输出恒压直流电压，经过直流斩波器，将恒压直流电压变成可调直流电压，这样就克服了第一种方式中低速时功率因数低的问题，也降低了整流器的成本。但是，由于直流斩波器输出的是脉冲形式的电压，需要再次滤波才能得到较为平直的直流电压，再加上斩波器本身，因此增加了直流回路的成本和线路的复杂性。 上面两种输出电压控制方式还有个共同的问题，就是逆变器输出的变频电压波形为矩形波，其中含有较多的谐波成分。 (3)PWM逆变器调压 PWM的意思是脉冲宽度调制，即把逆变器输出的矩形波电压变成一系列宽度可调的脉冲列，改变脉冲列中各个脉冲的宽度，从而实现调压。它克服了前两种方式存在的动态响应慢、输出电压中谐波成分大的共同问题，还克服了第一种方式存在的功率因数低的问题，因此在高性能的变频调速系统中被广泛采用。它的缺点是控制较复杂，对主回路逆变器开关元件的工作频率要求较高。 2.控制系统构成及单元原理 如图所示为电压型逆变器频率开环调速系统结构图。其主回路交—直—交变频器由两个功率变换环节构成，即整流桥和逆变桥，它们分别有各自的控制回路。电压控制回路控制整流桥的输出直流电压大小，频率控制回路控制逆变桥的输出频率大小，使电动机定子得到变压变频的交流电。两个控制回路由一个转速给定环节控制。 电压型逆变器频率开环调速系统 (1)给定积分器 设置给定积分器，是为了将阶跃给定信号转变为斜坡信号，作用于整流和逆变回路，以消除阶跃给系统过大的冲击，使系统的电压、电流、逆变器输出频率及电动机的转速都稳步上升，提高系统的可靠性，也满足一些生产机械的工艺要求。系统要求给定积分器工作稳定可靠，斜坡的线性度好，能调节积分的