电力电子技术 教学课件 作者 龙志文 电力电子技术课件 第七章.ppt

机械工业出版社 地址： 北京百万庄大街22号 邮编: (100037） 网址： 投稿热线：010投稿邮箱：gaoqianspring@163.com 教育部高等职业教育示范专业规划教材介绍 第7章 电力电子装置应用实例 7.2 有源功率因数校正装置 图7-8 UC3854构成的PFC电路 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 不间断电源（UPS）装置可以在交流输入电源（市电）发生异常或断电时，还能继续向负载供电，使负载用电不受影响。它在保证不间断供电的同时，还能提供稳压、稳频和波形失真度极小的高质量正弦波电源。目前，在计算机网络系统、邮电通信、银行证券、电力系统、工业控制、医疗、交通、航空等领域得到广泛应用。 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 7.3.1 不间断电源（UPS）的分类 根据工作方式，不间断电源（UPS）分后备式UPS和在线式UPS两大类。 后备式不间断电源（UPS）的基本结构如图7-9所示，它由充电器、蓄电池、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。 在线式不间断电源（UPS）的基本结构如图7-10所示，它由整流器、逆变器、蓄电池组、静态转换开关等部分组成。 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 图7-9 后备式UPS结构框图 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 图7-10 在线式UPS结构框图 单相在线式不间断电源（UPS）的典型实例如图7-11所示，它由逆变器主电路、控制电路、驱动电路、电池组、充电器以及滤波、保护等辅助电路组成。当市电出现异常情况时，PFC输出的直流电压将低于电池升压输出电压，这时由电池升压后向逆变器提供能量，同时充电器停止工作。控制器由单片机及其他辅助电路组成，主要负责脉宽调制波的产生、使输出正弦波与市电同步、进行不间断电源（UPS）的管理以及报警和保护。 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 7.3.2 单相在线式不间断电源（UPS）应用实例 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 图7-11 单相在线式UPS框图 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 7.3.3 三相UPS典型实例 三相大功率不间断电源（UPS）的功率范围在10～250kW之间，并联后可达几兆瓦，它一般由整流器、逆变器、电池组、静态旁路开关及维修旁路开关等几部分构成。它的基本框图如图7-12所示。 市电输入一般采用三相四线制，380V、50Hz的交流电通过输入断路器、交流接触器输入到三相整流桥。 第7章 电力电子装置应用实例 7.3 不间断电源 图7-12 三相UPS框图 第7章 电力电子装置应用实例 7.4 晶闸管中频电源 晶闸管中频电源是一种利用晶闸管把50Hz工频交流电变换成中频交流电的设备，主要用于感应加热和熔炼金属，是一种比较先进的静止变频设备。 中频电源的基本原理是：通过三相桥式全控整流，将三相交流电整流为大小可调的直流电，经电抗Ld滤波后供给单相逆变器，由逆变器将直流电逆变为中频交流电供给负载，是一种电流型交—直—交变频。 第7章 电力电子装置应用实例 7.4 晶闸管中频电源 为了工作在谐振状态，逆变晶闸管交替触发的频率必须与负载回路的谐振频率相近，这样不仅可得到较高的功率因数与效率，而且当逆变电路输出交变矩形波电压时，负载电路对其基波成分呈现高阻抗，对其它谐波电压可看成短路，所以负载两端电压ud是很好的中频正弦波，而负载电流在大电感Ld作用下为交变矩形波。并联电容C除参与谐振外，还提供负载无功功率，负载电路呈容性使ia超前ua一定角度，达到自动换流关断晶闸管的目的。 第7章 电力电子装置应用实例 7.4 晶闸管中频电源 图7-13 晶闸管中频电源主电路 第7章 电力电子装置应用实例 7.4 晶闸管中频电源 电源的过压保护措施是：在整流桥交流侧加接六个压敏电阻，标称电压约340V，具有桥臂正反向过电压、线电压正反向过电压以及直流侧过电压保护。 过电流保护措施是：在整流桥臂串200A快速熔断器，在交流输入端串三只进线电抗器抑制冲击电流。 第7章 电力电子装置应用实例 7.5 通用变频器 在各种交流电动机的调速系统中，目前效率最高、性能最好的是变压变频（VVVF）调速系统。交流电动机的变压变频调速系统一般简称为变频器。由于通用变频器使用方便、可靠性高，所以它成为现代自动控制系统的主要组成元件之一。通用变频器不仅在工业各个行业广泛使用，就连家庭也成了