第9章 组合式变流电路.ppt

组合式变流电路 内容提要 相控整流电路的串并联 多重化逆变电路 级联式变流器 开关电源 9.1 相控整流电路的串并联 整流电路的并联 整流电路的串联 一　 直接并联（１） 图9.1是两组三相半波整流电路的并联，整流变压器副边有两组同名端相反的Y接绕组，故该并联整流器也称双反星形连接整流器。同名端相反的两组Y接绕组输出电压在相位上互差180°，两组三相半波整流器VT1、VT3、VT5和VT4、VT6、VT2都是共阴极接法。 波形如图9.1b 直接并联（２） 图9.2 是 两组三相桥式整流电路的并联。整流变压器副边采用Y型和△型的 双绕组。在相位上，△型连接组输出线电压ul△领先Y型连接组输出线电压ulY为30°，且使Y型和△型绕组的输出线电压相等UlY=Ul△。 整流输出电压波形如图9.2b 二 带均衡电抗器的并联整流电路（１） 带均衡电抗器的三相半波并联整流电路： 带均衡电抗器的并联整流电路（２） 带均衡电抗器的三相桥式整流并联电路如图9.4，该电路也称12脉波或12相整流电路。与图9.2直接并联不同是，均衡电抗器平衡了两组整流桥的电压，使两组整流桥的工作互不影响，各承担1/2的负载电流，均衡电抗器的作用与双反星形连接相同。 9.1.2 整流电路的串联 整流电路的串联可以用较低电压等级的整流器得到较高电压的输出。图8.5a是两组三相桥的串联，电源采用了三绕组变压器，与三相桥并联一样，其输出电压ud一周期的脉动为12次。 如果同时使用整流器的串联和并联，则可以用相对较低电压和电流的整流器组合得到大功率，高电压大电流的整流装置。图8.5b是两组桥串联后再并联，其中Ⅲ和Ⅳ桥使用了不控整流器。整流器的串联和并联经常使用在大功率的直流传动和高压直流输电中。 9.2 多重化逆变电路一　单相多重化逆变电路 图8.6a是单相桥式二重化逆变电路，每台逆变器输出是180°的方波，两台逆变器的输出错开60°，经变压器叠加后得到宽为120°的方波输出（图8.7d）。每台逆变器输出的180°方波中含有3次谐波，经移相60°后，两台逆变器的3次谐波相位相反互相抵消（图8.6b、c），因此输出uo不含3的整倍数次谐波，仅含6k ±1(k=1,2,3…)次谐波。 二 三相多重化逆变电路 图9.7是由两组三相电压型逆变器组成的两重化逆变器电路。逆变器Ⅰ、Ⅱ的输出分别连接两台三相变压器的原边绕组，原边匝数都为NP;变压器T1副边每个绕组匝数为NS,副边绕组a1与原边A1B1绕组共铁心柱，则；变压器T2有两组相同的绕组，其匝数为，副边a21、a22绕组与原边A2B2绕组共铁心柱，　　　　　　　。两台变压器的副边绕组的连接如图9.8，则 三相多重化逆变电路（续） 若逆变器Ⅰ和Ⅱ都按180°导电方式工作，变压器原边线电压都是120°方波，幅值为Ud。且控制逆变器Ⅱ的各相开关器件的通断时间比逆变器Ⅰ延迟30°，那么副边电压ua2、 ua‘2也要比ua1滞后30°（图8.9a、b）。图8.9为按图8.8连接后，输出电压的矢量合成。图8.10 a、b、c为电压ua1、ua2、的波形，图8.10d为这3个电压合成后的电压ua波形，经合成后，输出电压为12阶梯波，对12梯波其最低次谐波为11和13次，其值约为基波的9％和7.69％。  9.3 级联式变流器 9.3.1 AC-DC-AC变换的主电路 图9.11采用不控整流的电压型变频器主电路，不控整流器将三相交流变换为直流，三相逆变器将直流变换为三相交流电，采用不控整流，直流环节电压不能调节，因此逆变器一般采用PWM控制，以进行输出交流的变压变频控制（VVVF）。 AC-DC-AC变换的主电路（续） 图9.12在电容两端反并联了一组可控整流器，在电动机制动时，切断不控整流器，使可控整流器工作在有源逆变状态。在电动机再生制动时，制动能量经可控整流器回输电网，可以起到很好的节电效果，同时也限制了直流环节的电压过高。 图9.13的交直交变频电路，整流和逆变都采用了PWM控制，是一种性能优良的变频器。因为前级采用PWM整流，不仅可以工作于整流和有源逆变，还能控制电源侧的功率因素，虽然全部采用全控型器件，成本较高，但应用和发展的前景很好 ． 9.3.2 不间断电源UPS UPS（Uninterruptible Power Supply）是一种AC/DC和DC/AC的两级恒压恒频变换电路（图9.14）。在市电正常时，计算机等负载由市电供电，并且UPS的蓄电池组经开关S和整流器充电，在电网因故障停电时，整流器停止工作，由蓄电池经逆变器产生恒压恒频的交流电输出，成为负载的电源。交流电子开关S1和S2用于市电和逆变器供电的切换。 小 结 * * 电力电子技术 第9章