电力拖动自动控制系统(第3版)(陈伯时)第13讲ppt课件.ppt

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1、第13讲6.3电力电子变压变频器的主要类型6.4变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术*6.3电力电子变压变频器的主要类型本节内容提要交-直-交和交-交变压变频器电压源型和电流源型逆变器180º导通型和120º导通型逆变器1、交-直-交和交-交变压变频器交-直-交变频器和交-交变频器有何区别？普通交-直-交变频器与PWM交-直-交变频器相比较，各有何特点？交-交变频器有哪几种控制方式？间接变频器和直接变频器的结构区别变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC50Hz~整流交-直-交（间接）变压变频器交－交变频AC50

2、Hz~ACCVCFVVVF交-交（直接）变压变频器变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)PWM逆变器DCACAC50Hz~调压调频C普通间接变频器和PWM间接变频器变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC50Hz~整流普通交-直-交（间接）变压变频器交-直-交PWM变压变频器PWM变压变频器的优点（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。（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

3、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。交-交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。调制控制方式为获得正弦波输出，就必须在每一组整流装置导通期间不断改变其控制角。b）方波型平均输出电压波形tu0正组通反组

4、通正组通反组通单相电路结构与输出电压波形VRVFId-Id+--+a)电路结构负载50Hz~50Hz~u02AOwta=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交-直-交变频器和交-交变频器的区别间接变频器输入功率因数高谐波电流含量小最高输出频率可调用于中小容量、中高转速的调速系统直接变频器输入功率因数较低谐波电流含量大最高输出频率不超过电网频率的1/3~1/2用于轧机主传动、球磨机、水泥回转窑等大容量、低转速的调速系统2、电压源型和电流源型逆变器电压源型和电流源型逆变器在结构上有何区别？电压源

5、型与电流源型逆变器在本质上有何区别？两种类型逆变器结构LdIdCdUdUd++--a)电压源逆变器b)电流源逆变器图6-15电压源型和电流源型逆变器示意图电压源与电流源型逆变器的区别电流源型逆变器（CurrentSourceInverter--CSI），直流环节采用大电感滤波，直流电流波形比较平直，相当于一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，或简称电流型逆变器。电压源型逆变器（VoltageSourceInverter--VSI）直流环节采用大电容滤波，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或阶梯波

6、，有时简称电压型逆变器。电压源与电流源型逆变器的区别3、180º导通型和120º导通型逆变器CdVT1VT3VT5VT4VT6VT2ABCUd2Ud2RL图6-17三相桥式逆变器主电路180º导通型和120º导通型逆变器的波形图180º导通型120º导通型tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uAO'uAOuABiAiduBO'uCO'uOO'UdUd2Ud3Ud62Ud3tOtOtOtOIdiViWuUViU180º导通型和120º导通型逆变器的比较180º导通型和120º导通型逆变器的比较6.4变压变频调速系统中的脉

7、宽调制(PWM)技术本节提要正弦波脉宽调制(SPWM)技术消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM)控制技术电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术（或称磁链跟踪控制技术）6.4.1正弦波脉宽调制(SPWM)技术1.PWM调制原理以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrierwave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulationwave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间

8、宽的一系列等幅不等宽的矩形波。按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等