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變頻器的六脈波方波逆變器

提示:

交-直-交變頻器中的逆變器一般接成三相橋式電路,組成三相交流變頻電源,圖6-1所示為由電力電子開關S1~S6組成的三相逆變器主電路,電力電子開關可以是晶閘管,也可以是其他全控器件。在一個周期中,控制各個開關輪流導通和關斷,使輸出端A、B、C獲得三相交流電壓,改變開關導通和關斷時間,則可得到不同的輸出頻率。三相

    --交變頻器中的逆變器一般接成三相橋式電路,組成三相交流變頻電源,圖6-1所示為由電力電子開關S1S6組成的三相逆變器主電路,電力電子開關可以是晶閘管,也可以是其他全控器件。在一個周期中,控制各個開關輪流導通和關斷,使輸出端ABC獲得三相交流電壓,改變開關導通和關斷時間,則可得到不同的輸出頻率。三相橋式逆變器有180°導通型和120°導通型兩種工作方式。

三相逆變器主電路

    6-1    三相逆變器主電路

    1180°導通型逆變器

    逆變橋的同-橋臂上下兩個開關之間互相換相的逆變器稱為180°導通型逆變器。例如,A相當S4導通時,S1應關斷,而當S1導通時又關斷S4,這時每個開關在一個周期中的導通區間是180°,其他各相均如此。設計逆變器時應保證6個開關的導通順序為S1S2S3→…→S6,為使輸出三相交流電壓的相序、相位正確,S1S3S5間相位差120°,S1S4S3S6間相位差180°,依此類推。圖6-2(a)繪出180°導通型的開關導通波形和輸出電壓波形。設負載為星形連接,若以中性點O點為參考電位,則開關S1S2S3…順次導通的區間為①②③…⑥。其在不同導通區的相電壓可通過圖6-3(a)所示的等值電路求得。

三相逆變器電壓波形

    6-2    三相逆變器電壓波形

三相逆變器中各區間的等值電路

    6-3    三相逆變器中各區間的等值電路

    例如,在區間①中,S1S6S5導通,uAO=uCO=1/3 UduBO=2/3 Ud;在區間②中,S1S6S2導通,uAO=2/3 UduBO=uCO=1/3 Ud;在區間③中S1S3S2導通,uAO=uBO=1/3 UduCO= - 2/3 Ud;區間④至⑥與上面區間情況基本相同,只是電源極性相反,從而可畫出相電壓波形uAOuBOuCO為梯形波。線電壓波形可按uAB=uAO - uBOuBC = UBO - uCOuCA =uCO - uAO求得為一矩形波。從圖6-3(a)波形圖中,可以容易地求出電壓有效值:

    (6-1)

    (6-2)

    設直流電壓Ud400V,則

    UAB=0.817×400=327 (V)

    UAO=0.471×400=188 (V)

    2120°導通型逆變器

    如圖6-2(b)所示120°導通型逆變器開關的導通順序仍是S1S2S3,…,S6,時間間隔為60°,但每只開關的導通時間為120°,任意瞬間只有兩個開關同時導通,它們的換流在相鄰相橋臂中進行。這種120°導通型逆變器的優點是換流安全,因為在同一橋臂上兩只開關的導通問隔有固定的60°,但缺點是輸出電壓較低。這可從圖6-3(b)所示的等值電路分析中得到證明,其相電壓波形為矩形波,幅值為1/2 Ud;線電壓為梯形波,幅值為Ud

    從電壓波形圖可求出電壓有效值為

    (6-3)

    (6-4)

    由上面給出180°或120°六脈波方式下輸出電壓波形來看,其諧波成分較大,會使電動機發熱加劇且轉矩脈動大,特別是低速時,會影響電動機轉速的平穩。

    改善波形的辦法有兩種:一種是由幾臺方波逆變器以一定相位差進行多重化連接;另一種是采用PWM控制方式。日前通用變頻器尢一例外地采用后一種方式。

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(責任編輯: 艾特貿易網 )

  • 本文關鍵字:變頻器 

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