交-交变频电路课件
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单相交--交变频电路交—交变频电路是一种可直接将某固定频率交流电变换成可调频率交流电的频率变换电路,无需中间直流环节。
与交—直—交间接变频相比,提高了系统变换效率。
又由于整个变频电路直接与电网相连接,各晶闸管元件上承受的是交流电压,故可采用电网电压自然换流,无需强迫换流装置,简化了变频器主电路结构,提高了换流能力。
定义:输出电路,但其基础是三相输入-单相输出电路。
当正组变流器工作在整流状态时、反组封锁,以实现无环流控制,负载Z上电压为上(+)、下(-);反之当反组变流器处于整流状态而正组封锁时,负载电压为上(-)、下(+),负载电压交变。
若以一定频率控制正、反两组变流器交替工作(切换),则向负载输出交流电压的频率就等于两组变流器的切换频率,而输出电压大小则决定于晶闸管的触发角。
三相晶闸管可控整流桥单相负载电流型电压型调制。
在半个周期内让P组 a 角按正弦规律从90°减到0°或某个值,再增加到90°,每个控制间隔内的平均输出电压就按正弦规律从零增至最高,再减到零。
另外半个周期可对N组进行同样的控制。
uo由若干段电源电压拼接而成,在uo的一个周期内,包含的电源电压段数越多,其波形就越接近正弦波。
在无环流工作方式时,变频电路正、反两组变流器轮流向负载供电。
t1~t3期间:io正半周,正组工作,反组被封锁。
t1~t2:uo和io均为正,正组整流,输出功率为正。
t2~t3:uo反向,io仍为正,正组逆变,输出功率为负。
t3~t4:uo和io均为负,反组整流,输出功率为正。
t4~t5:uo反向,io仍为负,反组逆变,输出功率为负。
单相交-交变频电路输出电压和电流的波形如图所示。
一周期的波形可分为6段。
第1段io<0,uo>0,反组逆变;第2段电流过零,无环流死区;第3段io>0,uo>0,正组整流;第4段io>0,uo<0,正组逆变;第5段电流过零,无环流死区;第6段io <0,uo<0,反组整流。
4.3 可控硅相控交-交变频电路晶闸管交交变频电路,也称周波变流器(Cycloconvertor),把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路,属于直接变频电路。
广泛用于大功率交流电动机调速传动系统,实际使用的主要是三相输出交交变频电路。
4.3.1可控硅相控单相-单相交-交变频技术 1、电路结构和基本工作原理在共阴极双半波整流电路中,通过改变晶闸管的控制角可得到负载端上正下负大小可变的输出电压。
在共阳极双半波整流电路中,通过改变晶闸管的控制角可在负载上得到极性相反的电压。
tU u A ωsin 22=(a )电路图(b )原理波形图图4-18 双半波整流电路及其原理波形2、整流与逆变工作状态两组反并联的可逆整流电路及其原理波形,如图4-18所示。
正组整流器工作(反组被封锁)时,负载端输出电压为上正下负;反组整流器工作时(正组被封锁),负载端输出电压极性相反。
只要交替地以低于输入电源的频率切换正反两组整流器的工作状态(工作或封锁),在负载端就可以获得交流电压,该输出电压显然包含了大量谐波。
如果在半周期中使导通工作的晶闸管的控制角α由90︒逐渐减小到零,然后再增大到90︒,则该整流器的输出平均电压就从零增大到最大,然后再减小到零。
因此,只要控制α角在0︒~90︒之间以适当地规律性变化,即可获得按正弦规律变化的平均输出电压。
在实际的交-交变频电路中,常采用“余弦波交截控制法”控制α角的变化以获得平均正弦波的输出。
以控制电压U c 来控制α角的变化,如果控制电压U c 的大小总是正比于控制角α的余弦大小,即αcos cm c U U = (4-15)U cm 为U c 峰值,则输出电压平均值U d 随U c 呈线性变化。
由于αcos dm d U U = (4-16)U dm 为α=0︒时U d 最大值,所以cmdmc d U U U U = (4-17) 故有c cmdmd U U U U =(4-18) 在保证线性范围内,U c 最大值为U cm =U dm ,此时c d U U = (4-19)因此,按余弦波交截控制法控制的相控整流器,是一个具有线性电压转换特性的功率放大器。