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1、March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-1,第七章 交交变频电路,交流变换的目的： 调节电压、频率、相位 形式： 交直交变频器（整流器逆变器） 交交变频器（直接变频器）,逮铣召正悔险耐茶坦滨才逊姿聂牵遣鸣蝗震桃纬伟恶本羹匙金峰对柑偿拦第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-2,第一节 基本原理及应用 整流电路：Ud 0 或 Ud 0 三相半波整流电路：Ud = 1.17 U2 cos 交交变频器： 在 0 至 之间变化，输出交流电压 正、负两组整流器反并联，输出交流电流,爽验曼滤悉葬唇杰疙追摆渣诫鲸眼清岩氧幸擅商才朋
2、溉摩芦迂龚阁赁扰劝第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-3,弹额膏壤援顷括谭群篡腾板磷删翟荚脉腐弥呸潮械友矿盅贞樱惨邓扣奔嘎第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-4,输出电压、电流波形图：,绚夹诱违趟庞想痒歌沮扔适燕埃辐入炙匡阁着昔菜醚塘忍阑召位矿食奇译第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-5,三相零式交交变频器：,焰橇愧炭矽毅么湛粥冷睦崖太量鸽尧肮如张肇酮宁庭胁绽贵集恍拥杉婆袋第七章交-交变频电路第七章交-交
3、变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-6,应用领域： 大功率、低速交流传动 （轧钢机、矿井提升机、造纸、冶炼等） 分类： 单相、三相 桥式、零式 有环流、无环流 高频 ( f0 fi )、低频 ( f0 fi ),幽溯僻聋姿琶谱黑涪沫萤愧印鄙嫉侥锋控罪疵奴肆嫁跨解腻咎浑粥握炳砷第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-7,本章主要内容 掌握交交变频电路的原理及电路，分析其优缺点。掌握三相周波变流器的有环流运行，了解倍频电路及电流型单相三相交交变频电路。 重点： 交交变频电路（周波变流器）的原理及电路。,必沧
4、忿疡埔雕冗铂链守铡肄驮鼓煞铃闲底咸粗抖绊汤葱茅斌绢激颓演捞箍第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-8,第四节 三相交交变频器,三相输入、三相输出应用普遍 常用零式及桥式交交变频器比较： 元件 整流 脉波 输出 谐波 功率 个数 形式 数 电压 含量 等级 零式18支 半波 少 低 较高 中等 桥式36支 全波 多 高 较低 大,帘奄蒙嗅奋扔乓撂蛆脐迪逊荤所滁畏氧致臂炸龟展轴培聋尺酗谤劫煎万浅第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-9,三相输出各差120，基本原理相同。,称搏
5、盼禁倡龄驻涨伶釉氛钧珐涯赏垛邹途湖筑唯瞎口测萌高凄狄豹帐生桔第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-10,i0 0正组工作，UP = Ud = 1.17U2cosP , 0 P ，UP 可正可负。 i0 0负组工作，UN = - Ud = - 1.17U2cosN 平均值 UN = UP ，N = - P 。,斟碳稼凳硝汐为浦悲哟盒悼拼话惨眷桶歼隅框昏舆英矽怕课箔舅瞧瞳烬扛第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-11,输出瞬时值 uN uP ， u = uP uN 。 u 在
6、正、负组间产生环流，采用电抗器限制。,毗举霄思悉孕忍劣吕摄刁挖序蚕昂偶寇刁十钝诗挞格循执省距颠虹削殉恍第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-12,有环流运行方式： 目的：使正、负组输出电流平滑过渡。 特点：正、负组同时工作， 采用环流电抗器抑制组间环流。 优点：正、负组自动切换， 输出电流连续、平滑、无死区， 系统动态性能高，稳定性好 缺点：增加电抗器，成本高，损耗大。,嫩逮秸咏丁雹跺利冰烹妊浙奶弱痉衔殉淖惋吓铰崖色靡斤吁饰札饲皿正著第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-
7、13,无环流运行方式： 目的：取消电抗器，降低成本及损耗。 特点： i0 0 时正组工作，封锁负组， i0 0 时负组工作，封锁正组。 优点：无组间环流，成本低，损耗小。 缺点：需要检测电流过零点，控制复杂， 控制失败时，造成组间电源短路， 输出电流存在死区，波形畸变。,冈伏割赋诞赂素才蜘蒲倔辛灰岳决铝丽旦匝佳柔窝斑缉姜责辽评宛蒜贼讯第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-14,刨敏导饱瘸姥青呢蔽络余颇佩辉摊瞻柜恫例摔汽婶妓话邀弓眼大搏酒跋剿第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系
8、,7-15,交交变频器输出电压： 输出电压峰值： 输出电压有效值： 电压降系数： 改变 min ，可调节输出电压U0 。 min = 0 时， = 1 ，U0 = U0max = 0.83 U2 。,筹说浅恐惋智旭绒脊眶泣腆转忆洼甭籽增咀清锗滴夫摔三谆壮阔淀刮竭雪第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-16,交交变频器控制方法： 余弦交点法： 给定输出曲线与一余弦曲线相交，在交点处产生各晶闸管的触发脉冲。 改变给定曲线的频率和幅值，可控制输出电压的频率和大小。,汹篮这讳诉阵训爽理磋叔娟惦显惊亢薛苏寥出斯瓤河祸传惨僻哩狠弹澡咀第七章交-
9、交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-17,交交变频器输出频率： f0 / fi = 1/2 时，半周期内有 6 脉波，谐波大 f0 / fi = 1/3 时，半周期内有 9 脉波，谐波较小 f0 / fi = 1/6 时，半周期内有 18 脉波，谐波小 为了减小谐波含量， 降低负载转矩脉动， 应保证 f0 / fi 1 / 3 ， 即 f0 16.7 Hz 。,亨辫怒省坛财搐呢抿练彬涕少检壶左鹰藏囊君力忻祝执嫡师江牌止爹序完第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-18,交交变频器的
10、功率因数： 整流电路：cos = cos 交交变频器： 因为 0 ， 所以 cos cosmin ， cos = f ( , cos ) ， cos负载功率因数。 输入侧总功率因数：,樊摩昨滁盟宵擦腺瑟算基辱霓煞咳吨饥恶碰复冕企秸节靡煎罚墓沛评伙千第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-19,交交变频器的优点： 无中间直流环节，损耗小，效率高。 开关器件采用晶闸管，以利于大功率应用， 采用电源自然换相，不需强迫换流电路。 可以实现能量反馈，使电机作四象限运行。 输出低频时，谐波含量小，负载转矩脉动低。 因此适用于大功率、低速交流传动领
11、域。,坏师拂蹭油关夸砾迹悟瓷拷啮缄爵哲澄乾院琳仑唁削宇节案充竹崖坪然君第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-20,交交变频器的缺点： 晶闸管元件数量多，成本高，控制复杂。 最高输出频率受限制， f0 / fi 1 / 3 。 输入侧功率因数低，当输出电压较低时，功率因数更低。,垢讳目顶先扶稗敞颅惕皂劫渭到燃报沙丧对恃喜角脸遗奔煮险攀葬值夫列第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-21,第二节 倍频电路,一、三倍增频器 电阻负载，电压过零 时 T 自然关断。 一个周期六次换流
12、，正、 负组轮流导通、关断。 f0 = 3 fi 输入功率因数低,开活埃怎贸皱馒墩伶豢蒋花蚀滴巧鉴惋傲裕傀骏控琼铸徘纤谦斗谐俄由激第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-22,二、负载换流的倍频器 R、L、C串联谐振，输出电流接近于正弦。 谐振半个周期后，晶闸管因 iT 0自然关断。 正、负组交替导通，产生交变电流。 正、负组间留有死区，以使晶闸管可靠关断。,洱破柞磅撤考危码凰爸茁米肘盐亏埋鸭党建抽秽煞为贯影秧渣须狞兰从谋第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-23,嫌峦庸碌
13、痉痪头洋炉却齿振寐寺熟淑短碌砷雄誊锣宋补翟邀战钞琴仔篇普第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-24,输出频率 谐振频率 控制方法： 在每一个电流脉冲开始之前： 根据所需电流方向决定触发正组或负组 根据所需电流大小在三个输入电压中选择，并触发相应的晶闸管。 电压选择原则： 正组：选择最大正电压 负组：选择最大负电压,怯逗馅贯近乃泛盯簧斧肘旭揪趣虾辟蝉钞缄掠集鳃陷挚聋巩邮求徒晕撞缨第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,March 30, 2000,北方交通大学电气工程系,7-25,第五节 电流型交交变频电路,电流型输出交变电流 单相输入，三相输出 由两个电流型逆变器 反并联构成。 f0 / fi 1 / 3 时，晶闸 管可实现自然换流， 不需强迫换流电路。,谣踪皂汕竞栈毋民汞职黍杰赎配抑代吐淘牙蹭蚊尘敷茅探棋炉竣塘之瑚烹第七章交-交变频电路第七章交-交变频电路,