变频器技术及应用 变频器主电路结构和功能认知 变频器主电路结构和功能认知（学案1-3）.doc

PAGE PAGE 11 详案： 能力/知识目标 能力要求： 能够认识交直交主电路电路结构； 能够说出交直交主电路信号的处理过程； 3. 能够进行典型的故障点的分析。 知识要求： 1.掌握交直交变频器主电路的结构及各个部分的作用； 2.理解三相桥式整流电路的工作过程； 3.掌握交直交主电路中各电子器件的特性及作用。 4.理解SPWM控制技术 重难点 重点： 1.交直交变频器主电路的结构及各个部分的作用； 2.交直交主电路中各电子器件的特性及作用。 难点： 1.交直交主电路各元件对电路工作的影响； 2.理解SPWM控制技术 三、教学内容 1.交直交变频器主电路结构 结构 主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路。 整流电路中间电路 整流电路 中间电路 逆变电路 M 3～ R S T （2）信号的变换过程 2、三相桥式整流电路分析 问题1：通过上述信号变化过程，整流电路输出的是脉动的直流电，是如何实现信号的转换的？输出的直流电有怎样的特点？ （1）三相桥式不可控整流电路结构 1）结构特点 三相桥式整流电路共有六只整流二极管； 其中VD1、VD3、VD5三只管子的阴极连接在一起，称为共阴极组； VD4、VD6、VD2三只管子的阳极连接在一起，称为共阳极组。 2）工作特点 分析思路 三相交流电特点分析 说明自然换相点 问题1: 一个周期有几个自然换相点？ 将一个周期分为6段。 对于共阴极组三只二极管哪一个承受的阳极电压最大，哪一个管子优先导通。 对于共阳极组三只二极管哪一个承受的阴极电压最小，哪一个管子优先导通。 一个周期6段中进行最大，最小电压观察。 得出一个周期输出的6脉动的直流电。 u u Ua Ub Uc Ua t o VD5VD1VD1 VD3VD3 VD5VD5 VD1VD1 VD6VD6 VD2VD2 VD4VD4 VD6 VD6 VD2 u0 t o t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 （b） ba b a c T n 负 载 ia id ud VT1 VT3 VT5 d1 d2 VT4 VT6 VT2 1）类比学习结构及电路分析 从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1- ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线。 u u 2 u d1 u d2 ud Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ ?tt O O ????? ua ub uc uab uac ubc uba uca ucb ?ωt ?ωt 图1-39 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =0°时的波形 三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况如表所示 表 三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况 时段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流输出电压ud ua-ub=uab ua-uc=uac ub-uc=ubc ub-ua=uba uc-ua=uca uc-ub=ucb 2）特点 三相桥式全控整流电路的特点： ①2管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1个，且不能为同一相器件。 ②对触发脉冲的要求： 按VT1- VT2- VT3- VT4- VT5- VT6的顺序，相位依次差60°，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT2、VT4、VT6也依次差120°，同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。 ③ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。 ④保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发，另一种是双脉冲触发（常用）。 a=30°时的工作情况: 区别在于晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成ud的每一段线电压因此推迟30°。从wt1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表1-2的规律。三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30°时的波形如图1-40所示。 变压器二次侧电流ia波形的特点：在VT1处于通态的120°期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120°期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。 α=30 α=300 ud1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 0 0 wt 0 0 id ia ? t 1 wt wt wt ud2 ud ua ub uc uab uac ubc uba uca ucb uab 图 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30°时的波形