第6章交直交变频电路基础.pptVIP

3.波形分析 3.异步调制和同步调制 异步调制和同步调制 调制法 根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算 PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化 时，结果都要变化 计算法 2. 正弦波脉宽调制（SPWM）原理 把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为 载波，经过信号波的调制得到所期望的PWM波形。 在载波与调制波的交点时刻对电路中开关器件的通断进行 控制，得到宽度正比于调制信号波幅值的脉冲。 40 正弦波脉宽调制（SPWM）原理 根据三角波和正弦波相对极性不同，可分为： 单极性SPWM 双极性SPWM SPWM技术采用等腰三角波电压作为载波信号，正弦波电压作为调制信号，通过正弦波电压与三角波电压信号相比较的方法，确定各分段矩形脉冲的宽度。 正弦波脉宽调制（SPWM）技术 结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明 工作时V1和V2通断互补， V3和V4通断也互补 控制规律： 以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断 （1）单极性PWM控制方式 （2）双极性PWM控制方式 载波比 ——载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr 根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制 (1) 异步调制 ——载波信号和调制信号不同步的调制方式 通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的 在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称 当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小 当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大 (2) 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时 使载波与信号波保持同步，即N等于常数。 同步调制三相PWM波形(N=9) * 第六章 交-直-交变频电路基础 6.1 变频器的基本概念 6.4 全控型器件逆变器 6.5 PWM控制技术 6.1 变频器的基本概念 一.变频器的基本工作原理 1.变频器的电路构成 整流器:将固定频率和电压的交流电能整流为直流电能, 可以是不可控的，也可以是可控的。 滤波器:将脉动的直流量滤波成平直的直流量,可以对直流电压滤波(用电容),也可以对直流电流滤波(用电感) 因为逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载，无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因数总不会为1，总会有无功功率的交换，要靠中间直流环节的储能元件来缓冲。 变频器的电路构成 逆变器:将直流电能逆变为交流电能,直接供给负载,它的输出频率和电压均与交流输入电源无关,称为无源逆变器。它是变频器的核心。 变频器的基本工作原理 2.变频器的工作原理 以单相桥式逆变电路为例 S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。 用可控开通，可控关断的电力电子开关，切换电流方向，将 直流电能转换成交流电能。 变频器的工作原理 S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负 变频器的工作原理 改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。 电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。 阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。 阻感负载工作过程分析： t1前：S1、S4通，uo和io均为正。 t1时刻断开S1、S4，合上S2、S3，uo变负，但io不能立刻反向。 io从电源负极流出，经S2、负载和S3流回正极，负载电感能量向电源反馈，io逐渐减小，t2时刻降为零，之后io才反向并增大 变频器的工作原理 3.变频器常用的调压方法: 可控整流器调压：根据负载对变频器输出电压的要求，通过可控整流器 实现对变频器输出电压的调节。 直流斩波器调压：采用不可控整流器，保证变频器电源侧有较高的功率 因数，在直流环节中设置直流斩波器完成电压调节。 逆变器自身调压：采用不可控整流器，通过逆变器自身的电子开关进行 斩波控制，使输出电压为脉冲列。改变输出电压脉冲 列的脉冲宽度，便可达到调节输出电压的目的。这种 方法称为脉宽调制(Pulse Width Modulation--PWM) 根据调制波形的不同，可分为： 单脉冲调制：在输出电压波形的半周期内只有一个脉冲。 多脉冲调制：在输出电压波形的半周期内有多个脉冲。 正弦波脉宽调制：在输出电压波形的半周期内为