《功率变换器》PPT课件

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1、《现代交流调速系统》第三章功率驱动变换器技术一，变换器基本类型AC/DCDC/ACAC/ACDC/DC整流器逆变器变频器变换器概述二，变换器基本拓扑降压变换器升压变换器反激变换器正激变换器推挽变换器半桥变换器全桥变换器双正激变换器全波整流和全桥整流半波整流电路、全波整流电路和全桥整流电路。半波整流电路为单极性整流场合；全波整流适用场合：低压输出（<100V；全桥整流适用场合：高压输出。■a）全波整流电路b）全桥整流电路电路优点缺点功率范围应用领域正激电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率低几百W~几kW各种中、小功率电源反激电路

2、非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低几W~几十W小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。全桥变压器双向励磁，容易达到大功率结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路几百W~几百kW大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等半桥变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路几百W~几kW各种工业用电源，计算机电源等推挽变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单有偏磁问题几百W~几kW低输入电压的电源■

3、1，变换器拓扑比较1交直交变频器交直交变频器主要按电压型、电流型进行分类。交直交变频器，其逆变部分多采用PWM控制。（1）．电压型电压型交直交变频器在负载能量反馈到中间直流电路时，将导致电容电压升高，称为泵升电压，如果能量无法反馈回交流电源，泵升电压会危及整个电路的安全。图不能再生反馈的电压型■三，变频器种类1交直交变频器为使电路具备再生反馈电力的能力，可采用：带有泵升电压限制电路的电压型交直交变频器当泵升电压超过一定数值时，使V0导通，把从负载反馈的能量消耗在R0上图带有泵升电压限制电路的电压型交直交变频器■1交直交变频器利用可控变流器实现再生反馈的电

4、压型交直交变频器当负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变状态，将电能反馈回电网。图利用可控变流器实现再生反馈的电压型交直交变频器■整流和逆变均为PWM控制的电压型交直交变频器整流和逆变电路的构成完全相同，均采用PWM控制，能量可双向流动。输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，且可实现电动机四象限运行。图整流和逆变均为PWM控制的电压型交直交变频器■1交直交变频器1交直交变频器（2）．电流型整流电路为不可控的二极管整流时，电路不能将负载侧的能量反馈到电源侧。为使电路具备再生反馈电力的能力，可采用：整流电路采用晶闸管可控整流电路。负载回馈能量时，可控变流

5、器工作于有源逆变状态，使中间直流电压反极性。图采用可控整流的电流型交直交变频器图不能再生反馈电力的电流型交直交变频器■1交直交变频器整流和逆变均为PWM控制的电流型交直交变频器通过对整流电路的PWM控制使输入电流为正弦波，并使输入功率因数为1。图整流和逆变均为PWM控制的电流型交直交变频器■电流型和电压型变频器特性比较2交交变频器可控硅组交交变频器矩阵变换器多电平逆变器多重化逆变器（1）交-交变频器三相交-交变频器n的最小值为4。这时的输出频率为16.7Hz，是这种三相交-交变频器要求正负波形对称时的最高输出频率。优点效率较高（一次变流）可方便地实现四象

6、限工作低频输出波形接近正弦波缺点接线复杂，至少要用36只晶闸管。受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。输入功率因数较低。输入电流谐波含量大，频谱复杂。应用主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。（2）矩阵式变频电路直接变频电路所用开关器件是全控型的控制方式不是相控方式而是斩控方式拓扑9个开关器件组成3×3矩阵，因此该电路被称为矩阵式变频电路(MatrixConverter—MC)或矩阵变换器每个开关都是

7、矩阵中的一个元素，采用双向可控开关■优点输出电压为正弦波输出频率不受电网频率的限制输入电流也可控制为正弦波且和电压同相功率因数为1，也可控制为需要的功率因数能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行不通过中间直流环节而直接实现变频，效率较高■需解决的两个基本问题：所用的开关器件为18个，电路结构较复杂，成本较高，控制方法还不算成熟。输出输入最大电压比只有0.866，用于交流电机调速时输出电压偏低。现状：尚未进入实用化，主要原因：如何求取理想的调制矩阵s。开关切换时如何实现既无交叠又无死区。十分突出的优点：有十分理想的电气性能。和目前广泛应用的交直交变频

8、电路相比，虽多用了6个开关器件，却省去了直流侧大电容，将使体积减小，且容易实现集