2交流电机变频调速讲座第二讲静止式变压变频器.pdf

知识讲座 《电力电子》2007年1期 Lectures 交流电机变频调速讲座 Lectures on Variable Frequency Speed Control of AC Machines 第二讲 静止式变压变频器 Static VVVF Converters 　上海大学　陈伯时 (接上期) 为了实现异步电动机的变压变频调速，必须具备能够 具体的整流和逆变电路种类很多，当前应用最广的是 同时控制电压幅值和频率的交流电源，而电网提供的是恒 由二极管组成不控整流器和由全控型功率开关器件(P- 压恒频的电源，因此应该配置变压变频器，又称VVVF MOSFET，IGBT等)组成的脉宽调制(PWM)逆变器，简称 (Variable Voltage Variable Frequency)装置。最早的 PWM变压变频器，如图2-2所示。 VVVF装置是旋转变频机组，即由直流电动机拖动交流同 步发电机构成的机组，调节直流电动机的转速就能控制交 流发电机输出的电压和频率。自从电力电子器件获得广泛 应用以后，旋转变频机组便逐渐被淘汰，并形成了一系 列通用型的静止式变压变频装置。 图2-2交-直-交PWM变压变频器 C-滤波电容 2.1静止式变压变频器的主要类型 2.1.1交-直-交和交-交变压变频器 PWM变压变频器的应用之所以如此广泛，是由于它 从整体结构上看，静止式的电力电子变压变频器可分 具有如下的一系列优点: 为交-直-交和交-交两大类。 1)在主电路整流和逆变两个变流单元中，只有逆变 (1)交-直-交变压变频器 单元是可控的，采用全控型的功率开关器件，通过驱动 交-直-交变压变频器先将工频交流电源通过整流器 电压脉冲进行控制，可同时调节变频器的输出电压和频率， 变换成直流(可控电压或恒压)，再通过逆变器变换成可控的 结构简单，效率高。 交流(只控制频率或同时控制频率和电压)，如图2-1所示。 2)输出电压波形虽然是一系列的脉冲波，但由于采用 了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响 电动机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动 小，稳态性能好，调速范围宽。 3)逆变器同时实现调压和调频，系统的动态响应不 受中间直流环节滤波器参数的影响，动态性能较高。 图2-1交-直-交(间接)变压变频器 4)采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因数较 由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之 可控整流器高，且不受逆变器输出电压高低的影响。 间有一个“中间直流环节”，所以又称间接式的变压变频器。 PWM变压变频器常用的全控型功率开关器件有:P- Power Electronics | 47 《电力电子》2007年1期 知识讲座 L