風(fēng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),風(fēng)機(jī),調(diào)速,系統(tǒng) 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 目錄 一、 設(shè)計(jì)的基本要求……………………………………………1 變頻器的分類(lèi)及特點(diǎn)：……………………………………1 二、總體方案的確定………………………………………………5 1、變頻器的主電路構(gòu)成………………………………5 2、變頻器控制電路的基本構(gòu)成……………………6 3、變頻器技術(shù)發(fā)展方向預(yù)測(cè)………………………7 4、整流電路分析：……………………………………8 5、逆變電路分析：……………………………………9 6、波形分析……………………………………………10 7、定量計(jì)算………………………………………11 8、變頻器中各參數(shù)的計(jì)算………………………11 三、參考文獻(xiàn)……………………………………………………12 風(fēng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 摘要：變頻器廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代工廠的變頻調(diào)速系統(tǒng)。其中有一部分用于風(fēng)機(jī)調(diào)速，由于風(fēng)機(jī)屬于平方降轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故在風(fēng)機(jī)調(diào)速中通常選擇普通功能型變頻器。 關(guān)鍵字：變頻調(diào)速 整流 逆變 一、設(shè)計(jì)基本要求 從某種意義上說(shuō)，如果能夠有一個(gè)可以任意改變頻率的電源的話，即可以通過(guò)改變電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，但是，由于在實(shí)際的調(diào)速控制過(guò)程中，還必須考慮到有效利用電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)，抑制啟動(dòng)電流和得到理想的轉(zhuǎn)矩特性等方面的問(wèn)題，一個(gè)普通的頻率可調(diào)交流電源并不能、滿足對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的要求。 變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。 從結(jié)構(gòu)上看，變頻器可分為直接變頻和間接變頻兩種。間接變頻器先將工頻交流電源通過(guò)整流器變成直流，然后通過(guò)逆變器將直流變換為可控頻率的交流，因此又稱之為有中間直流環(huán)節(jié)的變頻裝置或交-直-交變頻器。直接變頻器是將工頻交流一次變換為可控頻率交流，沒(méi)有中間直流環(huán)節(jié)，即所謂的交-交變頻器。目前應(yīng)用較多的是間接變頻器，即交-直-交變頻器。因此可以認(rèn)為變頻器的基本構(gòu)成如下圖所示： 變頻器的分類(lèi)及特點(diǎn)： 變頻器的分類(lèi)方法很多，以下是幾種主要的分類(lèi)方法； 1． 按直流電源的性質(zhì)分 當(dāng)逆變器輸出側(cè)的負(fù)載為交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，在負(fù)載和直流電源之間有無(wú)功功率交換，用于緩沖中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件可以是電容或是電感，據(jù)此變頻器可分為電壓型和電流型兩類(lèi)。 2．按逆變開(kāi)關(guān)方式分 按逆變開(kāi)關(guān)方式對(duì)變頻器分類(lèi)時(shí)，則變頻器可分為PAW方式和PWM方式。PAW控制是Pulse Amplitude Modulation(脈沖振幅調(diào)制)控制的簡(jiǎn)稱，由于這種控制方式必須同時(shí)對(duì)整流和逆變電路進(jìn)行控制，控制電路比較復(fù)雜，而且低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)較大，因此現(xiàn)在主要采用PWM 方式。 PWM控制是Pulse Width Modulation（脈沖寬度調(diào)制）控制的簡(jiǎn)稱，是在逆變電路部分同時(shí)對(duì)輸出電壓（電流）的幅值和頻率進(jìn)行控制的控制方式。在這種控制方式中，以較高頻率對(duì)逆變電路的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元器件進(jìn)行開(kāi)閉，并通過(guò)改變輸出脈沖的寬度來(lái)達(dá)到控制電壓（電流）的目的。 為了使異步電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠更加平滑，目前在變頻器中多采用正弦波PWM控制方式，即通過(guò)改變PWM輸出的脈沖寬度，使輸出電壓的平均值接近正弦波。這種方式也被稱為SPWM控制。 3．按控制方式分類(lèi) 當(dāng)今對(duì)變頻器的控制方式可整體分為兩類(lèi)：非智能控制和智能控制。 3．1非智能控制方式 　　在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 (1) V/f控制 　　V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí)，又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但是這種變頻器采用開(kāi)環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。 (2) 轉(zhuǎn)差頻率控制 　　轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動(dòng)機(jī)具有對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式，在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器，有時(shí)還加有電流反饋，對(duì)頻率和電流進(jìn)行控制，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性，并對(duì)急速的加減速和負(fù)載變動(dòng)有良好的響應(yīng)特性。 (3) 矢量控制 　　矢量控制是通過(guò)矢量坐標(biāo)電路控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。例如形成開(kāi)關(guān)次數(shù)最少的PWM波以減少開(kāi)關(guān)損耗。目前在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無(wú)速度傳感器的矢量控制方式兩種。 　　基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制方式與轉(zhuǎn)差頻率控制方式兩者的定常特性一致，但是基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制還要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換對(duì)電動(dòng)機(jī)定子電流的相位進(jìn)行控制，使之滿足一定的條件，以消除轉(zhuǎn)矩電流過(guò)渡過(guò)程中的波動(dòng)。因此，基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制方式比轉(zhuǎn)差頻率控制方式在輸出特性方面能得到很大的改善。但是，這種控制方式屬于閉環(huán)控制方式，需要在電動(dòng)機(jī)上安裝速度傳感器，因此，應(yīng)用范圍受到限制。 　　無(wú)速度傳感器矢量控制是通過(guò)坐標(biāo)變換處理分別對(duì)勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，然后通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓、電流辨識(shí)轉(zhuǎn)速以達(dá)到控制勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流的目的。這種控制方式調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，工作可靠，操作方便，但計(jì)算比較復(fù)雜，一般需要專門(mén)的處理器來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此，實(shí)時(shí)性不是太理想，控制精度受到計(jì)算精度的影響。 (4) 直接轉(zhuǎn)矩控制 　　 直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué) 模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)檢測(cè)定子電阻來(lái)達(dá)到觀測(cè)定子磁鏈的目的，因此省去 了矢量控制等復(fù)雜的變換計(jì)算，系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)潔，計(jì)算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開(kāi)環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能。 (5) 最優(yōu)控制 　　最優(yōu)控制在實(shí)際中的應(yīng)用根據(jù)要求的不同而有所不同，可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對(duì)某一控制要求進(jìn)行個(gè)別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應(yīng)用中，就成功的采用了時(shí)間分段控制和相位平移控制兩種策略，以實(shí)現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。 3．2智能控制方式 　　智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應(yīng)用中有一些成功的范例。 　　(1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式應(yīng)用在變頻器的控制中，一般是進(jìn)行比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制，這時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的模型了解甚少，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)辨識(shí)的功能，又要進(jìn)行控制。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式可以同時(shí)控制多個(gè)變頻器，因此在多個(gè)變頻器級(jí)聯(lián)時(shí)進(jìn)行控制比較適合。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過(guò)于復(fù)雜都會(huì)在具體應(yīng)用中帶來(lái)不少實(shí)際困難。 　　(2) 模糊控制 　　模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率，使電動(dòng)機(jī)的升速時(shí)間得到控制，以避免升速過(guò)快對(duì)電機(jī)使用壽命的影響以及升速過(guò)慢影響工作效率。模糊控制的關(guān)鍵在于論域、隸屬度以及模糊級(jí)別的劃分，這種控制方式尤其適用于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。 　　(3) 專家系統(tǒng) 　　專家系統(tǒng)是利用所謂“專家”的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制的一種控制方式，因此，專家系統(tǒng)中一般要建立一個(gè)專家?guī)?，存放一定的專家信息，另外還要有推理機(jī)制，以便于根據(jù)已知信息尋求理想的控制結(jié)果。專家?guī)炫c推理機(jī)制的設(shè)計(jì)是尤為重要的，關(guān)系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。應(yīng)用專家系統(tǒng)既可以控制變頻器的電壓，又可以控制其電流。 　　(4) 學(xué)習(xí)控制 　　學(xué)習(xí)控制主要是用于重復(fù)性的輸入，而規(guī)則的PWM信號(hào)(例如中心調(diào)制PWM)恰好滿足這個(gè)條件，因此學(xué)習(xí)控制也可用于變頻器的控制中。學(xué)習(xí)控制不需要了解太多的系統(tǒng)信息，但是需要1~2個(gè)學(xué)習(xí)周期，因此快速性相對(duì)較差，而且，學(xué)習(xí)控制的算法中有時(shí)需要實(shí)現(xiàn)超前環(huán)節(jié)，這用模擬器件是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，學(xué)習(xí)控制還涉及到一個(gè)穩(wěn)定性的問(wèn)題，在應(yīng)用時(shí)要特別注意。 4．按主開(kāi)關(guān)器件分類(lèi) 逆變器中主開(kāi)關(guān)器件的性能，往往地變頻器裝置的性能有較大的影響。這些器件主要有IGBT，BJT，GTO和SCR。 二、總體方案確定 1、變頻器的主電路構(gòu)成 交流電頻率可控 交流電商用電源 整流電路 中間直流電路 逆變電路 控 制 電 路 變頻器的主電路主要由整流電路，直流中間電路和逆變電路三部分組成，如下圖示： （1）整流電路 整流電路的主要作用是對(duì)電網(wǎng)電流進(jìn)行整流后給逆變電路和控制電路提供所需的直流電源。在電流型逆變器中整流電路相當(dāng)于一個(gè)直流電流源，而在電壓型逆變器中整流電路相當(dāng)于一個(gè)直流電壓源。根據(jù)所有整流元件的不同，整流電路可有二極管整流電路和晶閘管整流電路。二極管整流電路主要用于PWM變頻器，其輸出直流電壓決定于電源電壓的幅值。晶閘管整流電路輸出的直流電壓是可控的。 （2）中間直流電路 整流電路輸出的直流電壓經(jīng)中間電路的電容進(jìn)行平滑處理后送至逆變電路。電壓型變頻器用于直流中間電路的直流電容為大容量鋁電解電容，在電源接通時(shí)電容中將流過(guò)較大的充電電流（浪涌電流），有燒壞二極管及影響處于同一電源系統(tǒng)的其他裝置正常工作的可能，因而變頻器提供了直流電抗器選件，以抑制浪涌電流。 （3）逆變電路 逆變電路是變頻器最主要的部分之一。他在控制電路的作用下將直流中間電路輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為具有所需頻率的交流電壓。逆變器的輸出即位變頻器的輸出，他被用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。 （4）變頻器的制動(dòng)電路 為了滿足電動(dòng)機(jī)制動(dòng)是的需要，在變頻器主電路中還包括制動(dòng)電路等輔助電路。在采用變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，為了使電動(dòng)機(jī)減速，可以采取降低變頻器輸出頻率的方法降低電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到使電動(dòng)機(jī)減速的目的。在電動(dòng)機(jī)的減速過(guò)程中，由于同步轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，異步電動(dòng)機(jī)便成為異步發(fā)電機(jī)，負(fù)載機(jī)械和電動(dòng)機(jī)所具有的機(jī)械能量被饋還給電動(dòng)機(jī)，并在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生制動(dòng)力矩。 變頻器的電氣制動(dòng)一般分為能耗制動(dòng)，電源回饋制動(dòng)，直流制動(dòng)3種。直流制動(dòng)通常用于數(shù)赫茲以下的低頻區(qū)域即電機(jī)即將停止之前，且制動(dòng)力矩不能太大，時(shí)間不能太長(zhǎng)。電源回饋制動(dòng)則將通過(guò)回饋電路反饋到電網(wǎng)。當(dāng)然從節(jié)能的角度看來(lái)，電源回饋制動(dòng)是最好的一種方式，但線路復(fù)雜，成本高。 2、變頻器控制電路的基本構(gòu)成 變頻器的控制電路與主電路相對(duì)應(yīng)，為主電路提供所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂齐娐返闹饕饔檬歉鶕?jù)事先確定的變頻器的控制方式產(chǎn)生進(jìn)行V/F或電流控制時(shí)所需要的各種門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)或基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外，變頻器控制電路還包括對(duì)電流，電壓以及電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)電路，為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供保護(hù)的保護(hù)電路，對(duì)外接口電路和對(duì)數(shù)字操作器的控制電路。 變頻器主控制電路 變頻器主控制電路的中心是一個(gè)高性能的微處理器，并配以ASIC、PROM、RAM芯片和其它必要的周邊電路。它通過(guò)A/D、D/A等接口電路接收檢測(cè)電路和外部接口電路送來(lái)的各種檢測(cè)信號(hào)和參數(shù)設(shè)定值，利用事先編制好的軟件進(jìn)行必要的處理，并為變頻器提供各種必要的控制信號(hào)和顯示信息。一個(gè)通用變頻器中主控制電路主要完成輸入信號(hào)處理、加減速率調(diào)節(jié)功能、運(yùn)算處理、PWM波形演算處理等，給主驅(qū)動(dòng)電路提供控制信號(hào)。 3、變頻器技術(shù)發(fā)展方向預(yù)測(cè) 變頻器是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的功率變換器。當(dāng)今的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包含多種學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，總的發(fā)展趨勢(shì)是：驅(qū)動(dòng)的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。因此，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換部件，提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發(fā)展。 隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用以及控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能價(jià)格比越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，而廠家仍然在不斷地提高可靠性實(shí)現(xiàn)變頻器的進(jìn)一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無(wú)公害化而做著新的努力。變頻器性能的優(yōu)劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對(duì)電機(jī)的影響；二要看對(duì)電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù)；三要看本身的能量損耗如何。這里僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例，闡述它的發(fā)展趨勢(shì)： 　 主電路功率開(kāi)關(guān)元件的自關(guān)斷化、模塊化、集成化、智能化；開(kāi)關(guān)頻率不斷提高，開(kāi)關(guān)損耗進(jìn)一步降低。 變頻器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面。變頻器的網(wǎng)側(cè)變流器對(duì)低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多重化12脈沖以上的變流器。負(fù)載側(cè)變流器對(duì)低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對(duì)于四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節(jié)省能量，網(wǎng)側(cè)變流器應(yīng)為可逆變流器，同時(shí)出現(xiàn)了功率可雙向流動(dòng)的雙PWM變頻器，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器加以適當(dāng)控制可使輸入電流接近正弦波，減少對(duì)電網(wǎng)的公害。 脈寬調(diào)制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調(diào)制控制、消除指定次數(shù)諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制(磁鏈跟蹤控制)。 交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)整控制方法的進(jìn)展主要體現(xiàn)在由標(biāo)量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展和開(kāi)發(fā)無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方面。 微處理器的進(jìn)步使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的發(fā)展方向。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng)，特別是交流電動(dòng)機(jī)高性能的控制需要存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。近幾年來(lái)，國(guó)外各大公司紛紛推出以DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機(jī)控制所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內(nèi)的稱為DSP單片電機(jī)控制器，價(jià)格大大降低，體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用便捷，可靠性提高。DSP和普通的單片機(jī)相比，處理數(shù)字運(yùn)算能力增強(qiáng)10～15倍，可確保系統(tǒng)有更優(yōu)越的控制性能。數(shù)字控制使硬件簡(jiǎn)化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，使現(xiàn)代控制理論在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，易于與上層系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，便于故障診斷、加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)視功能，使系統(tǒng)智能化(如有些變頻器具有自調(diào)整功能)。 4、整流電路分析： 目前在各種整流電路中，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路，其原理圖如下圖所示，習(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT1、VT3、 VT5）稱為共陰極組；陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT4、VT6、VT2）稱為共陽(yáng)極組。此外，習(xí)慣上希望晶閘管按從1至6的順序?qū)?，為此將晶閘管按圖示的順序編號(hào)，即共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個(gè)晶閘管分別為VT1、VT3、VT5， 共陽(yáng)極組中與a、b、c三相電源相接的3個(gè)晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。按此編號(hào)，晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)?VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。 帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載α≤60o時(shí)）的平均值為 帶電阻負(fù)載且α>60o時(shí)，整流電壓平均值為 ?輸出電流平均值為Id = Ud/R。 變壓器二次側(cè)電流有效值為 三相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計(jì)算Id時(shí)有所不同，接反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)的Id為 ? 5、逆變電路分析： 180°導(dǎo)電方式 ? 每橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度差120° ? 任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通 ? 每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流 ?? 6、波形分析 負(fù)載各相到電源中點(diǎn)N'的電壓：u相，1通，uUN'=Ud/2，4通，uUN'=-Ud/2 負(fù)載線電壓 負(fù)載相電壓 負(fù)載中點(diǎn)和電源中點(diǎn)間電壓 負(fù)載三相對(duì)稱時(shí)有： 于是： 7、定量計(jì)算： 8、變頻器中各參數(shù)的計(jì)算： （1） 平波電抗器電感值的計(jì)算： 計(jì)算原則：在晶閘管導(dǎo)通期間電感的儲(chǔ)能應(yīng)能夠保證晶閘管關(guān)斷期間的電流連續(xù)且保證工程要求的電流最小值： = 其中為直流側(cè)輸出的線電壓，為t時(shí)刻電感的儲(chǔ)能，且線、相電壓的關(guān)系為=220；電感儲(chǔ)能的截止時(shí)間為180時(shí)刻。 （2）晶閘管額定參數(shù)的計(jì)算： 在三相全控橋中，阻感負(fù)載時(shí)，晶閘管承受的最大正、反向電壓峰值均為 變壓器二次側(cè)電流即晶閘管電流有效值為：===0.577 由此可得晶閘管的額定電流為==0.368 再之，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓的2~3倍。 一般是利用有效值相等的原則來(lái)選取晶閘管的額定電流，（即使用時(shí)同樣應(yīng)按照實(shí)際波形的電流與通態(tài)平均電流所的發(fā)熱效應(yīng)相等），并留取一定的裕量，一般取其通態(tài)平均電流為按此原則計(jì)算結(jié)果的1.5~2倍。 由于題目要求直流輸出電流額定值為100A，即=100A，故有===0.577=57.7A；==36.75A， 由晶閘管額定電流的取法可得：，（為所取晶閘管的額定電流） 故可取范圍為55.12~73.50（A） 三相全橋整流電路中晶閘管承受的最大電壓為（其中為變壓器二次側(cè)電壓） 題目要求：輸入交流電源為： 三相380V10% f=50Hz，故每相的相電壓為220，頻率與線電壓頻率相同。為f=50HZ，故=2.45=540V （3）變壓器容量的確定（S） 因?yàn)樽儔浩髟?、副邊的輸入，輸出功率相等，故S== 、均以求得，所以S==220*57.7w=12694w 即在題目要求的前提下，變壓器的容量應(yīng)該確定為13000w左右。 三、參考文獻(xiàn) [1]滿永奎 通用變頻器及其應(yīng)用 北京；機(jī)械工業(yè)出版社 [2]原奎 變頻器基礎(chǔ)及應(yīng)用 北京；冶金工業(yè)出版社 [3]王兆安 黃俊 電力電子技術(shù) 北京；機(jī)械工業(yè)出版社 [4]何建平 陸治國(guó) 電氣傳動(dòng) 重慶；重慶大學(xué)出版社 [5] 李仁 電器控制 北京；機(jī)械工業(yè)出版社 13