交-直-交.ppt

第3章 交-直-交变频技术 本章要点 交—直—交变频的基本电路 脉冲调制型变频 谐振型变频 1-1变频电路的基本概念 3.1 变频电路的基本概念 3.2 实现交-直-交变频的基本电路 一、单相逆变器的基本电路及工作原理 1、单相半桥式逆变器 2、单相桥式逆变器 3、电感性负载与反馈（续流）二极管 二、晶闸管逆变器的换流 1、强迫换流（脉冲换流）：对感性负载 2、负载换流（自然换流）：对容性负载 （1）并联谐振 （2）串联谐振 3、软开关技术 换相过程： a换相前的状态 b换相阶段 c 环流及反馈阶段 d负载电流反向阶段 四、 脉冲调制型变频 脉幅调制PAM（Pulse Amplitude Modulation），是一种改变电压源的电压Ed或电流源Id的幅值，进行输出控制的方式。它在逆变器部分只控制频率，在交流器部分控制输出的电压或电流。 2．电流型逆变器的再生制动运行 3．串联二极管式电流型变频器 五、 谐振型变频 谐振型变频是利用谐振原理使PWM逆变器的开关元件在零电压或零电流下进行开关状态转换，即软开关技术。在谐振型变频中，由于各功率器件的开关损耗近似为零，有效地防止了电磁干扰，大大提高了器件的工作频率，且减少了装置的体积和重量。 3.3.1 谐振直流环节逆变器的基本电路 3.3.2谐振直流环节逆变电路举例 2．结实型谐振直流环节逆变器 第4章 脉宽调制技术 脉宽调制（PWM）概述 PWM控制的基本原理 PWM型逆变电路的控制方式 SPWM逆变器的控制技术 电流跟踪型PWM逆变器控制技术 脉宽调制技术PWM（Pulse Width Modulation） 4.1 PWM调制方法与控制技术 4.1.1 PWM控制的基本原理 4.1.2 PWM型逆变电路的控制方式 1.采用模拟电路 4.3 电流跟踪型PWM逆变器控制技术 4.3.2．开关频率恒定的电流跟踪型PWM控制技术 （2）在电流闭环中增设频率闭环使fT保持恒定 4.4 PWM变频技术在调速控制系统中的应用 4.4.1． PWM控制信号的产生 4.4.2．反馈信号的测取 ⑶霍尔（Hall）传感器法 2.转速与位置检测 异步调制 载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步方式。在异步调制方式中，调制信号频率fr变化时，通常保持载波频率fc固定不变，因而载波比N是变化的。 在采用异步调制方式时，希望尽量提高载波频率，以使在调制信号频率较高时仍能保持较大的载波比，改善输出特性。 2.同步调制 载波比N等于常数，并在变频时使载波信号和调制信号保持同步的调制方式称为同步调制。在基本同步调制方式中，调制信号频率变化时载波比N不变。调制信号半个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。 4.2 SPWM逆变器的控制技术 4.2.1 SPWM逆变器及其控制模式 采用正弦波作为参考信号的脉宽调制型逆变器称为SPWM逆变器。 实现SPWM的控制方式有三种： ①采用模拟电路； ②采用数字电路； ③采用模拟与数字电路相结合的控制方式。 2.采用数字电路 （1）自然取样法 此方法与采用模拟电路由硬件自然确定SPWM脉冲宽度的方法很相似，故称为自然取样法。然而微机是采用计算的办法，寻找三角载波uΔ与参考正弦波uR的交点，从而确定SPWM脉冲宽度的。 采用数字电路的SPWM逆变器，可使用以软件为基础的控制模式。它的优点是：所用硬件较少，灵活性好，智能性强；它的缺点是：需要通过计算来确定SPWM的脉冲宽度，有一定的延时和响应时间。 规则取样法就是用UR和UΔ近似交点A和B代替实际的交点Aˊ和Bˊ。用以确定SPWM脉冲信号的。这种方法虽然有一定的误差，但却大大减小了计算工作量。由下图可很容易地求出规则取样法的计算公式。 （二）规则取样法 4.3.1．电流跟踪型PWM逆变器的运行原理 电流跟踪型PWM又称电流控制型电压源PWM逆变器（CRPWM），它兼有电压型和电流型逆变器的优点：结构简单、工作可靠、响应快、谐波小，采用电流控制，可实现对电机定子相电流的在线自适应控制，特别适用于高性能的矢量控制系统。 滞环电流跟踪型SPWM逆变器的单相结构 滞环电流跟踪型逆变器通过反馈电流if与给定电流ir相比较产生输出PWM电压信号的波形图 （1）fT与滞环宽Δ成反比，滞环越宽，fT越低。 （2）逆变器电源电压E越大，负载电流上升（或下降）的速度越快，if到达滞环上限或下限的时间越短，因而fT随E值增大而增大 （3）负载电感L值越大，