电力电子课程设计交直交变频器的设计.doc
《电力电子课程设计交直交变频器的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力电子课程设计交直交变频器的设计.doc(22页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电力电子课程设计交直交变频器的设计222020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。电力电子技术课程设计-1-综述交-直-交变频器由主要由AC-DC、DC-AC两类基本电路组成,先经过AC-DC整流电路将交流电转换为直流电,经过滤波等处理后,再经过DC-AC逆变电路,将直流电转换为交流电。整流电路采用三相全控桥整流,输出的整流电压脉动小、易于滤波;经过滤波处理后的直流电进入逆变电路,逆变电路采用PWM控制电压式逆变电路,经过PWM技术控制逆变电路中IGBT的通断时间,实现对输出交流电的控制,以更好的满足电机对供电电源的要求。主电路的驱动与控制,主要是对各部分开关器件的控制,即对晶闸管
2、和IGBT的驱动与控制。晶闸管是半控型器件,门极收到脉冲触发才能够导通,IGBT是全控型器件,门极电压触发导通,由芯片控制生成的PWM信号给IGBT触发信号,控制IGBT的通断,从而实现对主电路的精确控制。交-直-交变频器的设计-2-1主回路单元电路分析与设计1.1变频器概述交-直-交变频器是由AC-DC、DC-AC两种基本变流电路组成,先将交流电整流为直流电,再将直流电逆变为交流电,因此,此类电路又称为间接交流变流电路。交-直-交变频器与普通交-交变频器相比,最主要的优点是输出频率不再受输入电源频率的制约。国内应用的低压变频器几乎全是电压源型,中间直流是用电容平波,整流后面可加电容滤波,再经
3、过逆变输出理想交流电压,能够做交流电机的电压源。1.2整流部分整流电路AD-DC的作用是将交流电变为直流电。按组成器件能够分为不可控、半控、全控三种;按电路结构能够分为桥式电路和零式电路;按交流输入相数能够分为单相电路和三相电路。三相整流电路输出直流电压脉动较小,易于滤波处理,故采用三相整流电路。常见的三相整流电路有三相半波可控整流电路与三相桥式全控整流电路。1.2.1三相半波可控整流电路三个晶闸管阴极连接在一起,为三相半波共阴极接法,为了得到零线,变压器二次侧接成星形,一次侧连成三角形,避免三次谐波流入电网。当晶闸管触发角为0时,在一个周期之内,当某一相电压最高时,对应的晶闸管导通,三相电压
4、依次为最高电压,则三个晶闸管依次导通,输出电压ud时时与最高相电压一致,输出波形如上图所示,带阻感负载或电阻负载30时,输出电压平均值为Ud=1.17U2cos,输出电压最大值为1.17U2。1.2.2三相桥式全控整流电路如图为三相桥式全控整流电路,当晶闸管触发角为0时,对于共阴极组的三个晶闸管,阳极所接交流电压值最大的一个导通,对于共阳极组的三个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最小的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有一个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。电路带阻感负载或电阻负载60时,输出电压平均值为Ud=2.34U2cos,输出电压最大值是2.34U2。可见三
5、相半波可控整流电路用元件少、电路简单,但由于整流元件的单向导电性,只允许每相一个周期的正半周(或者负半周)经过整流元件,形成单向的脉动电流,输出的平均电压较低,效率较低;三相全控桥式整流电路电路较复杂、用整流元件较多,每相的正半周和负半周分别经两组整流元件输出,再同极性叠加,形成单向电流提供给负载,效率高,电源利用率高,输出电流脉动较小、直流品质较好,与半波相比能提供给负载较大更稳定的电流。因此三相整流电路选用三相全控桥式整流电路。交-直-交变频器的设计-4-图1-4输入电压与输出电压波形如图为三相桥式全控整流电路,当晶闸管触发角为0时,对于共阴极组的三个晶闸管,阳极所接交流电压值最大的一个导
6、通,对于共阳极组的三个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最小的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有一个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。电路带阻感负载或电阻负载60时,输出电压平均值为Ud=2.34U2cos,输出电压最大值是2.34U2。可见三相半波可控整流电路用元件少、电路简单,但由于整流元件的单向导电性,只允许每相一个周期的正半周(或者负半周)经过整流元件,形成单向的脉动电流,输出的平均电压较低,效率较低;三相全控桥式整流电路电路较复杂、用整流元件较多,每相的正半周和负半周分别经两组整流元件输出,再同极性叠加,形成单向电流提供给负载,效率高,电源利用率高,输出电
7、流脉动较小、直流品质较好,与半波相比能提供给负载较大更稳定的电流。因此三相整流电路选用三相全控桥式整流电路。1.3逆变部分交-直-交变频电路的整流部分采用普通的二极管整流电路即可,而逆变电路的输出就是变频器的输出,因此交-直-交变频电路的核心部分就是逆变电路,因此也把交-直-交变频器称为逆变器。与整流电路对应,逆变电路AD-CD是把直流电变成交流电。逆变电路按照输入直流电的性质,能够分为电压型和电流型两大类。1.3.1逆变电路的基本工作原理如图1-5(a),T1T4是桥式电路的4个桥臂,它们一般由电力电子器件及其辅助电路组成。其工作原理如下:当T1、T4闭合,T2、T3断开时,负载电压uo为正
8、;当T1、T4断开,T2、T3闭合时,负载电压uo为负。输出电压波形如图(b)所示,这样就把直流输入电转换为交流电。改变两组开关的切换频率,即可改变输出交流电的频率。1.3.2电压型逆变电路电压型逆变电路的直流侧为电压源,或者并联有大电容,相当于电压源,电压型逆变电路交流侧输出电压波形为矩形波,即把直流电压转换为交流电压。在三相逆变电路中,应用最广泛的逆变电路是三相桥式逆变电路,其电路图如下所示:三相电压式桥式逆变电路采用IGBT作为开关器件,换流方式为器件换流,每个桥臂的导电角度为180,同一相上下两个桥臂交替导电,各相开始导电的角度依次相差120。即在每一瞬间,都有三个桥臂同时导通,可能是
9、上面两个桥臂下面一个桥臂,也可能是上面一个桥臂下面两个桥臂同时导通,每次换流都在同一相上下两个桥臂之间进行,即纵向换流。由于当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用,为给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,各桥臂都并联了反馈二极管。1.3.3电流型逆变电路类似的,直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。一般在直流侧串联一个大电感,对电流起缓冲作用,以减小输入电流脉动,这样就能够把直流侧近似看着直流电流源,其电路图如下所示:电流型三相桥式电路中采用的GTO为反向阻断型器件,在电路中的作用仅仅是改变直流电流的流通途径,使交流侧输出电流为矩形波,即把直流电流转化为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力 电子 课程设计 交直交 变频器 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。