《变频器分类》PPT课件

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1、电力电子变压变频器的主要类型交-直-交(间接)和交-交（直接）变频器电压源型和电流源型变频器PAM和PWM变频器U/f控制、转差频率控制和矢量控制三进三出和单进三出方式交-直-交和交-交变压变频器(按结构分)从整体结构上看，电力电子变压变频器可分为交-直-交和交-交两大类。一.交-直-交变压变频器交-直-交变压变频器先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流，如下图所示。交-直-交变压变频器基本结构交-直-交变压变频器（间接变频装置）变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC~50Hz整流1、用可控整流器变压，用逆变

2、器变频优点：结构简单控制方便缺点：电压频率较低时电网断功率因数较小；输出谐波较大(VVVF)(CVCF)逆变DCACAC~50Hz可控整流调压调频2、用不可控整流器整流，斩波器变压，逆变器变频直流斩波器：将恒定直流电压通过电子器件的开关作用变换为可调直流电压的装置特点：功率因数提高了，但输出谐波分量仍较大(VVVF)(CVCF)逆变DCACAC~50Hz不控整流调压调频斩波器DC3、用不可控整流器整流，PWM逆变器同时变压变频不控整流提高功率因数，SPWM逆变器可使谐波分量减少，(VVVF)(CVCF)PWM逆变器DCACAC~50Hz不控整流调压调频PWM变压变频器的应用之

3、所以如此广泛，是由于它具有如下的一系列优点：1）在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调节电压和频率，结构简单。采用全控型的功率开关器件，只通过驱动电压脉冲进行控制，电路也简单，效率高。2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动态性能也得以提高。4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的影响。PWM变压变频器常用

4、的功率开关器件有：P-MOSFET，IGBT，GTO和替代GTO的电压控制器件如IGCT、IEGT等。受到开关器件额定电压和电流的限制，对于特大容量电机的变压变频调速仍只好采用半控型的晶闸管（SCR），并用可控整流器调压和六拍逆变器调频的交-直-交变压变频器，见下图。普通交-直-交变压变频器的基本结构SCR可控整流器六拍逆变器DCACAC~50Hz调频调压可控整流器调压、六拍逆变器调频的交-直-交变压变频器二.交-交变压变频器交-交变压变频器的基本结构如下图所示，它只有一个变换环节，把恒压恒频（CVCF）的交流电源直接变换成VVVF输出，因此又称直接式变压变频器。有时为了突出

5、其变频功能，也称作周波变换器（Cycloconveter）。交-交变压变频器的基本结构交-交变压变频器（直接变频装置）交－交变频AC50Hz~ACCVCFVVVF常用的交-交变压变频器输出的每一相都是一个由正、反两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路。也就是说，每一相都相当于一套直流可逆调速系统的反并联可逆线路（下图a）。交-交变压变频器的基本电路结构VRVFId-Id+--+a)电路结构负载~50Hz~50Hzu0图6-13a交-交变压变频器每一相的可逆线路交-交变压变频器的控制方式整半周控制方式正、反两组按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压u0，u0的幅值决定

6、于各组可控整流装置的控制角，u0的频率决定于正、反两组整流装置的切换频率。如果控制角一直不变，则输出平均电压是方波，如下图b所示。图6-13b方波形平均输出电压波形tu0正组通反组通正组通反组通输出电压波形控制方式（2）调制控制方式要获得正弦波输出，就必须在每一组整流装置导通期间不断改变其控制角。例如：在正向组导通的半个周期中，使控制角由/2（对应于平均电压u0=0）逐渐减小到0（对应于u0最大），然后再逐渐增加到/2（u0再变为0），如下图所示。2A0wta=a=0p2a=pBCDEFu0图6-14交-交变压变频器的单相正弦波输出电压波形输出电压波形当角按正弦规

7、律变化时，半周中的平均输出电压即为图中虚线所示的正弦波。对反向组负半周的控制也是这样。交-交变压变频器虽然在结构上只有一个变换环节，省去了中间直流环节，看似简单，但所用的器件数量却很多，总体设备相当庞大。(表5-1）不过这些设备都是直流调速系统中常用的可逆整流装置，在技术上和制造工艺上都很成熟，目前国内有些企业已有可靠的产品。交-直-交变压变频器与交-交变压变频器比较(表5-1）电压源型和电流源型变频器在交-直-交变压变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，变频器可以分成电压源型和电流源型两类，两